Сканирование обитаемой среды с помощью комбинационного рассеяния и люминесценции для поиска органических и химических веществ ( SHERLOC ) — это ультрафиолетовый рамановский спектрометр , который использует мелкомасштабную визуализацию и ультрафиолетовый (УФ) лазер для определения мелкомасштабной минералогии и обнаружения органических соединений , разработанный для марсохода Perseverance в рамках миссии Mars 2020. [1] [2] [3] Он был сконструирован в Лаборатории реактивного движения , а основные подсистемы были поставлены из Malin Space Science Systems и Лос-Аламосской национальной лаборатории .
У SHERLOC есть калибровочная цель с возможными материалами для скафандра на Марсе , и он будет измерять, как они меняются со временем в условиях марсианской поверхности. [4]
Согласно отчету Ассоциации университетских космических исследований (USRA) за 2017 год : [2]
Цели расследования SHERLOC:
- Оцените потенциальную пригодность образца для обитания и его водную историю.
- Оценить доступность ключевых элементов и источников энергии для жизни (C, H, N, O, P, S и т. д.).
- Определите, сохранились ли потенциальные биосигнатуры в марсианских породах и обнажениях пород.
- Проведение органического и минерального анализа для выборочного кэширования образцов.
Для этого SHERLOC делает следующее:
- Обнаруживает и классифицирует органику и астробиологически значимые минералы на поверхности и вблизи недр Марса.
- Объемная органическая чувствительность от 10-5 до 10-6 по массе на пятне размером 7 x 7 мм.
- Тонкая шкала органической чувствительности от 10-2 до 10-4 вес/вес с пространственным разрешением < 100 мкм.
- Обнаружение и классификация астробиологически значимых минералов (ARM) с разрешением < 100 мкм.
- Бигл, Л.В. и др., USRA (2017) [2]
На марсоходе есть три места, где расположены компоненты SHERLOC. Башенная сборка SHERLOC (STA) установлена на конце манипулятора марсохода. STA содержит компоненты спектроскопии и визуализации. Корпусная сборка SHERLOC (SBA) расположена на шасси марсохода и действует как интерфейс между STA и марсоходом Mars 2020. SBA отвечает за обработку команд и данных, а также за распределение питания. Калибровочная цель SHERLOC (SCT) расположена на передней части шасси марсохода и содержит спектральные стандарты.
SHERLOC состоит из визуализирующих и спектроскопических элементов. Он имеет два визуализирующих компонента, состоящих из устаревшего оборудования от инструмента MSL MAHLI . Широкоугольный топографический датчик для операций и инженерии (WATSON) — это устройство, предназначенное для печати повторного полета, которое может генерировать цветные изображения в нескольких масштабах. Другой, Autofocus Context Imager (ACI), действует как механизм, позволяющий инструменту получать контекстное изображение образца и автоматически фокусировать лазерное пятно для спектроскопической части исследования SHERLOC.
Для спектроскопии он использует лазер NeCu для генерации УФ-фотонов (248,6 нм), которые могут генерировать характерные рамановские и флуоресцентные фотоны из научно интересного образца. Глубокий УФ-лазер совмещен с контекстным визуализатором и интегрирован в автофокусирующую/сканирующую оптическую систему, которая позволяет сопоставлять спектральные сигнатуры с поверхностными текстурами, морфологией и видимыми особенностями. Контекстный визуализатор имеет пространственное разрешение 30 мкм и в настоящее время предназначен для работы в диапазоне длин волн 400-500 нм. [5]
В течение трех лет SHERLOC и WATSON успешно собирали спектры и изображения минералов и органических веществ на поверхности Марса. [6] [7] Используя изображения WATSON и ACI, было подтверждено, что дно кратера Джезеро состоит из водного измененного мафического материала с различным магматическим происхождением. [8] Кроме того, WATSON использовался для сбора селфи марсохода Perseverance и вертолета Ingenuity. [9]
