Análisis de entornos habitables mediante espectroscopia Raman y luminiscencia para la detección de compuestos orgánicos y químicos.

SHERLOC ( Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals ) es un espectrómetro Raman ultravioleta que utiliza imágenes de alta resolución y un láser ultravioleta (UV) para determinar la mineralogía a pequeña escala y detectar compuestos orgánicos , diseñado para el rover Perseverance como parte de la misión Mars 2020. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} Fue construido en el Laboratorio de Propulsión a Chorro con subsistemas principales suministrados por Malin Space Science Systems y el Laboratorio Nacional de Los Alamos .

SHERLOC tiene un objetivo de calibración con posibles materiales para trajes de Marte , y medirá cómo cambian con el tiempo en el entorno de la superficie marciana. ^{[ 4 ]}

Según un informe de 2017 de la Universities Space Research Association (USRA) : ^{[ 2 ]}

Los objetivos de la investigación SHERLOC son:

• Evaluar el potencial de habitabilidad de una muestra y su historial acuoso.
• Evaluar la disponibilidad de elementos clave y fuentes de energía para la vida (C, H, N, O, P, S, etc.).
• Determinar si existen posibles biofirmas conservadas en rocas y afloramientos marcianos.
• Proporcionar análisis orgánicos y minerales para el almacenamiento selectivo de muestras.

Para ello, SHERLOC realiza lo siguiente:

• Detecta y clasifica compuestos orgánicos y minerales de relevancia astrobiológica en la superficie y cerca del subsuelo de Marte.
• Sensibilidad orgánica a granel de 10⁻⁵ a 10⁻⁶ p/p en un punto de 7 x 7 mm.
• Sensibilidad orgánica a escala fina de 10⁻² a 10⁻⁴ p/p con resolución espacial a <  100  μm.
• Detección y clasificación de minerales astrobiológicamente relevantes (ARM, por sus siglas en inglés) con una resolución inferior a  100  μm.

En el rover se encuentran tres ubicaciones donde se ubican los componentes de SHERLOC. El conjunto de torreta SHERLOC (STA) está montado en el extremo del brazo del rover y contiene componentes de espectroscopia e imagen. El conjunto de cuerpo SHERLOC (SBA) se encuentra en el chasis del rover y actúa como interfaz entre el STA y el rover Mars 2020. El SBA se encarga del procesamiento de comandos y datos, así como de la distribución de energía. El objetivo de calibración SHERLOC (SCT) se encuentra en la parte frontal del chasis del rover y contiene los estándares espectrales.

SHERLOC consta de elementos de imagen y espectroscópicos. Cuenta con dos componentes de imagen que utilizan hardware heredado del instrumento MSL MAHLI . El sensor topográfico de gran angular para operaciones e ingeniería (WATSON) es un sensor de reutilización diseñado para impresión que puede generar imágenes en color a múltiples escalas. El otro componente, el generador de imágenes de contexto con autoenfoque (ACI), actúa como el mecanismo que permite al instrumento obtener una imagen contextual de una muestra y autoenfocar el punto láser para la parte espectroscópica de la investigación de SHERLOC.

Para espectroscopia, utiliza un láser NeCu para generar fotones UV (248,6  nm) que pueden generar fotones Raman y de fluorescencia característicos de una muestra de interés científico. El láser UV profundo está alineado con un generador de imágenes de contexto e integrado en un sistema óptico de autoenfoque/escaneo que permite correlacionar las firmas espectrales con las texturas superficiales, la morfología y las características visibles. El generador de imágenes de contexto tiene una resolución espacial de 30  μm y actualmente está diseñado para operar en el  rango de longitud de onda de 400-500 nm. ^{[ 5 ]}

SHERLOC

instrumento – exterior>

instrumento – interior

Imagen de prueba (26 de mayo de 2020)

Prueba: Enfoque de la cámara WATSON (Marte; vídeo; 0:05; 10 de mayo de 2021)

Estudio de rocas de prueba (22 de julio de 2022)

Roca Quartier (contexto) (12 de julio de 2023)

Estudio de rocas de Quartier (12 de julio de 2023)

Durante tres años, SHERLOC y WATSON han estado recolectando con éxito espectros e imágenes de minerales y materia orgánica en la superficie de Marte. ^{[ 6 ] [ 7 ]} Utilizando imágenes de WATSON y ACI, se confirmó que el suelo del cráter Jezero está compuesto de material máfico alterado por agua con diversos orígenes ígneos . ^{[ 8 ]} Además, WATSON se ha utilizado para tomar selfies del rover Perseverance y del helicóptero Ingenuity. Recientemente, selló y almacenó con éxito las dos primeras muestras de roca de Marte. Gracias a ello, ahora sabemos que estas rocas provienen de un entorno volcánico y que en el pasado hubo agua líquida en Marte, la cual formó las sales que SHERLOC ha detectado. ^{[ 9 ]}

• Misión Marte 2020 - Página principal - NASA/JPL