El detective a bordo del Rover Perseverance de la NASA.


Como se ve en esta ilustración, el instrumento SHERLOC está ubicado en el extremo del brazo robótico del rover Perseverance Mars de la NASA. Crédito: NASA / JPL-Caltech.

Un instrumento llamado SHERLOC, con la ayuda de su socio WATSON, buscará signos de vida antigua mediante la detección de moléculas orgánicas y minerales.

Marte está muy lejos de 221B Baker Street, pero uno de los detectives más conocidos de ficción estará representado en el Planeta Rojo después de que el rover Perseverance de la NASA aterrice el 18 de febrero de 2021. SHERLOC, un instrumento en el extremo del brazo robótico del rover, buscará pistas del tamaño de un grano de arena en las rocas marcianas mientras trabaja en conjunto con WATSON, una cámara que tomará imágenes en primer plano de las texturas de las rocas. Juntos, estudiarán las superficies rocosas, mapeando la presencia de ciertos minerales y moléculas orgánicas, que son los componentes básicos de la vida en la Tierra, basados ​​en el carbono.

SHERLOC fue construido en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, que lidera la misión de Perseverance; WATSON fue construido en Malin Space Science Systems en San Diego. Para las rocas más prometedoras, el equipo de Perseverance ordenará al rover que tome muestras de núcleo de un centímetro de ancho, las almacene y las selle en tubos de metal y las deposite en la superficie de Marte para que una futura misión pueda devolverlas a la Tierra para un estudio más detallado.

SHERLOC trabajará con otros seis instrumentos a bordo de Perseverance para darnos una comprensión más clara de Marte. Incluso está ayudando al esfuerzo de crear trajes espaciales que se mantendrán en el ambiente marciano cuando los humanos pisen el planeta rojo.

Un modelo de ingeniería de SHERLOC, uno de los instrumentos a bordo del rover Perseverance Mars de la NASA. Ubicado en el extremo del brazo robótico del rover, SHERLOC ayudará a determinar qué muestras tomar para que puedan sellarse en tubos de metal y dejarse en la superficie marciana para su futuro regreso a la Tierra.
Créditos: NASA / JPL-Caltech.
El poder de Raman

El nombre completo de SHERLOC es un acrónimo: Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals (escaner de entornos habitables con Raman y luminiscencia para productos orgánicos y químicos. “Raman” se refiere a la espectroscopía Raman, una técnica científica que lleva el nombre del físico indio C.V. Raman, quien descubrió el efecto de dispersión de la luz en la década de 1920.

“Mientras viajaba en barco, estaba tratando de descubrir por qué el color del mar era azul”, dijo Luther Beegle de JPL, investigador principal de SHERLOC. “Se dio cuenta de que si haces brillar un haz de luz en una superficie, puede cambiar la longitud de onda de la luz dispersa dependiendo de los materiales en esa superficie”.

Este efecto se llama dispersión Raman. Los científicos pueden identificar diferentes moléculas en función de la “huella digital” espectral distintiva visible en su luz emitida. Un láser ultravioleta que forma parte de SHERLOC permitirá al equipo clasificar los compuestos orgánicos y minerales presentes en una roca y comprender el entorno en el que se formó la roca. El agua salada, por ejemplo, puede dar lugar a la formación de minerales diferentes que el agua dulce. El equipo también buscará pistas de astrobiología en forma de moléculas orgánicas, que, entre otras cosas, sirvan como posibles biofirmas, lo que demostraría la presencia de vida en el pasado antiguo de Marte.

“La vida es grumosa”, dijo Beegle. “Si vemos que los compuestos orgánicos se agrupan en una parte de una roca, podría ser una señal de que los microbios prosperaron allí en el pasado”.

Los procesos no biológicos también pueden formar compuestos orgánicos, por lo que detectar los compuestos no es un signo seguro de que se haya formado vida en Marte. Pero los compuestos orgánicos son cruciales para comprender si el entorno antiguo podría haber mantenido la vida.

En esta imagen de prueba de SHERLOC, un instrumento a bordo del rover Perseverance de la NASA, cada color representa un mineral diferente detectado en la superficie de una roca.
Créditos: NASA / JPL-Caltech.
Una lupa marciana

Cuando Beegle y su equipo detecten una roca interesante, escanearán un área de un cuarto de tamaño con el láser de SHERLOC para descifrar la composición mineral y si hay compuestos orgánicos presentes. Luego, WATSON (Wide Angle Topographic Sensor for Operations and eNgineering (sensor topográfico de gran angular para operaciones e ingeniería electrónica) tomará imágenes de primer plano de la muestra. También puede tomar imágenes de Perseverance, así como el rover Curiosity de la NASA usa la misma cámara, llamada Mars Hand Lens Imager en ese vehículo, para la ciencia y para tomar selfies.

Pero combinado con SHERLOC, WATSON puede hacer aún más: el equipo puede mapear con precisión los hallazgos de SHERLOC sobre las imágenes de WATSON para ayudar a revelar cómo se forman y se superponen las diferentes capas minerales. También pueden combinar los mapas minerales con datos de otros instrumentos, entre ellos PIXL, Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry (Instrumento planetario para la litoquímica de rayos X) en el brazo robótico de Perseverance, para ver si una roca puede contener signos de vida microbiana fosilizada.

Meteoritos y trajes espaciales

Cualquier instrumento científico expuesto al ambiente marciano durante el tiempo suficiente está obligado a cambiar, ya sea por los cambios extremos de temperatura o por la radiación del Sol y los rayos cósmicos. Los científicos ocasionalmente tienen que calibrar estos instrumentos, lo que hacen midiendo sus lecturas contra los objetivos de calibración, esencialmente, objetos con propiedades conocidas seleccionadas de antemano para fines de verificación cruzada. (Por ejemplo, un centavo sirve como un objetivo de calibración a bordo de Curiosity). Dado que saben de antemano cuáles deberían ser las lecturas cuando un instrumento funciona correctamente, los científicos pueden hacer los ajustes correspondientes.

Aproximadamente del tamaño de un teléfono móvil, el objetivo de calibración de SHERLOC incluye 10 objetos, incluida una muestra de un meteorito marciano que viajó a la Tierra y fue encontrado en el desierto de Omán en 1999. Estudiar cómo cambia este fragmento de meteorito en el transcurso de la misión ayudará a los científicos a comprender las interacciones químicas entre la superficie del planeta y su atmósfera. SuperCam, otro instrumento a bordo de Perseverance, también tiene una pieza de meteorito marciano en su objetivo de calibración.

Aproximadamente del tamaño de un teléfono móvil, el objetivo de calibración de SHERLOC incluye 10 objetos, incluida una muestra de un meteorito marciano que viajó a la Tierra y fue encontrado en el desierto de Omán en 1999. Estudiar cómo cambia este fragmento de meteorito en el transcurso de la misión ayudará a los científicos a comprender las interacciones químicas entre la superficie del planeta y su atmósfera. SuperCam, otro instrumento a bordo de Perseverance, también tiene una pieza de meteorito marciano en su objetivo de calibración.

Junto al meteorito marciano hay cinco muestras de tela de traje espacial y material de casco desarrollado por el Centro Espacial Johnson de la NASA. SHERLOC tomará lecturas de estos materiales a medida que cambien en el paisaje marciano con el tiempo, dando a los diseñadores de trajes espaciales una mejor idea de cómo se degradan. Cuando los primeros astronautas pisen Marte, podrían tener que agradecerle a SHERLOC por los trajes que los mantengan a salvo.

Acerca de la misión

La misión de Mars Perseverance Rover 2020 es parte de un programa más amplio que incluye misiones a la Luna como una forma de prepararse para la exploración humana del Planeta Rojo. Encargado de enviar de nuevo astronautas a la Luna para 2024, la NASA establecerá una presencia humana sostenida en la Luna y sus alrededores para 2028 a través de los planes de exploración lunar Artemis de la agencia.