Marte è molto lontano dal 221B di Baker Street, ma uno dei detective più noti della fiction sarà rappresentato sul Pianeta Rosso dopo che il rover Perseverance della NASA atterrerà il 18 febbraio. 2021. SHERLOC, uno strumento all'estremità del braccio robotico del rover, cercherà indizi delle dimensioni di granelli di sabbia nelle rocce marziane mentre lavora in tandem con WATSON, una fotocamera che scatterà immagini ravvicinate di trame rocciose. Insieme, studieranno le superfici rocciose, mappare la presenza di alcuni minerali e molecole organiche, che sono i mattoni a base di carbonio della vita sulla Terra.

SHERLOC è stato costruito presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California, che guida la missione della Perseveranza; WATSON è stato costruito presso la Malin Space Science Systems di San Diego. Per le rocce più promettenti, il team Perseverance comanderà al rover di prelevare campioni di carota larghi mezzo pollice, conservarli e sigillarli in tubi di metallo, e depositarli sulla superficie di Marte in modo che una futura missione possa riportarli sulla Terra per uno studio più dettagliato.

SHERLOC lavorerà con altri sei strumenti a bordo di Perseverance per darci una comprensione più chiara di Marte. Sta anche aiutando lo sforzo di creare tute spaziali che reggeranno nell'ambiente marziano quando gli umani metteranno piede sul Pianeta Rosso. Ecco uno sguardo più da vicino.

Il potere di Raman

Il nome completo di SHERLOC è un boccone:Scanning Habitable Environments with Raman &Luminescence for Organics &Chemicals. "Raman" si riferisce alla spettroscopia Raman, una tecnica scientifica che prende il nome dal fisico indiano C.V. Raman, che negli anni '20 scoprì l'effetto di diffusione della luce.

"Durante il viaggio in nave, stava cercando di scoprire perché il colore del mare era blu, " ha detto Luther Beegle di JPL, Investigatore principale di SHERLOC. "Si rese conto che se fai brillare un raggio di luce su una superficie, può cambiare la lunghezza d'onda della luce diffusa a seconda dei materiali in quella superficie. "

Questo effetto è chiamato diffusione Raman. Gli scienziati possono identificare diverse molecole in base alla caratteristica "impronta digitale" spettrale visibile nella loro luce emessa. Un laser ultravioletto che fa parte di SHERLOC consentirà al team di classificare gli elementi organici e i minerali presenti in una roccia e comprendere l'ambiente in cui si è formata la roccia. Acqua salata, Per esempio, può provocare la formazione di minerali diversi rispetto all'acqua dolce. Il team cercherà anche indizi di astrobiologia sotto forma di molecole organiche, che tra l'altro servire come potenziali firme biologiche, dimostrando la presenza della vita nell'antico passato di Marte.

"La vita è grumosa, " disse Beegle. "Se vediamo elementi organici ammassarsi insieme su una parte di una roccia, potrebbe essere un segno che i microbi hanno prosperato lì in passato".

I processi non biologici possono anche formare sostanze organiche, quindi rilevare i composti non è un segno sicuro che la vita si sia formata su Marte. Ma i prodotti organici sono fondamentali per capire se l'ambiente antico avrebbe potuto sostenere la vita.

Una lente d'ingrandimento marziana

Quando Beegle e la sua squadra individuano una roccia interessante, scansioneranno un'area di un quarto di esso con il laser di SHERLOC per scoprire la composizione minerale e se sono presenti composti organici. Quindi WATSON (Sensore topografico grandangolare per operazioni e ingegneria) scatterà immagini ravvicinate del campione. Può scattare immagini di Perseveranza, pure, proprio come il rover Curiosity della NASA utilizza la stessa fotocamera, chiamata Mars Hand Lens Imager su quel veicolo, per scopi scientifici e per scattare selfie.

Ma combinato con SHERLOC, WATSON può fare ancora di più:il team può mappare con precisione i risultati di SHERLOC sulle immagini di WATSON per aiutare a rivelare come si sono formati e si sovrappongono i diversi strati di minerali. Possono anche combinare le mappe dei minerali con i dati di altri strumenti, tra cui, PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) sul braccio robotico di Perseverance, per vedere se una roccia può contenere segni di vita microbica fossilizzata.

Meteoriti e tute spaziali

Qualsiasi strumento scientifico esposto all'ambiente marziano abbastanza a lungo è destinato a cambiare, o dagli sbalzi di temperatura estremi o dalla radiazione solare e dai raggi cosmici. Gli scienziati devono occasionalmente calibrare questi strumenti, cosa che fanno misurando le loro letture rispetto agli obiettivi di calibrazione, essenzialmente, oggetti con proprietà note selezionati in anticipo a fini di controllo incrociato. (Ad esempio, un centesimo serve come obiettivo di calibrazione a bordo di Curiosity.) Poiché sanno in anticipo quali dovrebbero essere le letture quando uno strumento funziona correttamente, gli scienziati possono apportare modifiche di conseguenza.

Circa le dimensioni di uno smartphone, Il target di calibrazione di SHERLOC include 10 oggetti, incluso un campione di un meteorite marziano che ha viaggiato sulla Terra ed è stato trovato nel deserto dell'Oman nel 1999. Studiare come questo frammento di meteorite cambia nel corso della missione aiuterà gli scienziati a comprendere le interazioni chimiche tra la superficie del pianeta e la sua atmosfera. SuperCam, un altro strumento a bordo della Perseveranza, ha anche un pezzo di meteorite marziano sul suo bersaglio di calibrazione.

Mentre gli scienziati stanno riportando frammenti di Marte sulla superficie del Pianeta Rosso per approfondire i loro studi, contano su Perserverance per raccogliere dozzine di campioni di roccia e terreno per il futuro ritorno sulla Terra. I campioni raccolti dal rover saranno studiati in modo esaustivo, con dati tratti dal paesaggio in cui si sono formati, e includeranno diversi tipi di roccia rispetto ai meteoriti.

Accanto al meteorite marziano ci sono cinque campioni di tessuto per tute spaziali e materiale per elmetti sviluppati dal Johnson Space Center della NASA. SHERLOC eseguirà letture di questi materiali mentre cambiano nel paesaggio marziano nel tempo, dando ai progettisti di tute spaziali un'idea migliore di come si degradano. Quando i primi astronauti salgono su Marte, potrebbero avere SHERLOC da ringraziare per le tute che li tengono al sicuro.

A proposito della missione

Perseverance è uno scienziato robotico che pesa circa 2, 260 libbre (1, 025 chilogrammi). La missione di astrobiologia del rover cercherà segni di vita microbica passata. Caratterizzerà il clima e la geologia del pianeta, raccogliere campioni per il futuro ritorno sulla Terra, e spianare la strada all'esplorazione umana del Pianeta Rosso. Indipendentemente dal giorno in cui Perseverance viene lanciato durante il suo 17 luglio-agosto. 11 periodo di lancio, atterrerà al cratere Jezero di Marte il 18 febbraio, 2021.

La missione Mars 2020 Perseverance rover fa parte di un programma più ampio che include missioni sulla Luna come mezzo per prepararsi all'esplorazione umana del Pianeta Rosso. Incaricato di riportare gli astronauti sulla Luna entro il 2024, La NASA stabilirà una presenza umana sostenuta su e intorno alla Luna entro il 2028 attraverso i piani di esplorazione lunare Artemis dell'agenzia.