Como visto nesta impressão de artista, o instrumento SHERLOC está localizado no fim do braço robótico do rover marciano Perseverance da NASA.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
Marte está muito longe da famosa 221 Baker Street, mas um dos detetives mais conhecidos da ficção estará representado no Planeta Vermelho quando o rover Perseverance da NASA pousar no dia 18 de fevereiro de 2021. SHERLOC, um instrumento na ponta do braço robótico do rover, vai procurar pistas do tamanho de grãos de areia nas rochas marcianas enquanto trabalha em conjunto com a WATSON, uma câmara que vai capturar fotos de texturas de rochas. Juntos, vão estudar as superfícies rochosas, mapeando a presença de certos minerais e moléculas orgânicas, que são os blocos de construção da vida baseada em carbono cá na Terra.
O SHERLOC foi construído no JPL da NASA, no sul do estado norte-americano da Califórnia, que lidera a missão do Perseverance; a WATSON foi construída no MSSS (Malin Space Science Systems) em San Diego. Para as rochas mais promissoras, a equipa do Perseverance comandará o rover para recolher amostras com meia polegada de largura, armazená-las, selá-las em tubos de metal e depositá-las na superfície de Marte para que uma missão futura possa entregá-las à Terra a fim de um estudo mais detalhado.
O SHERLOC vai trabalhar com outros seis instrumentos a bordo do Perseverance para nos dar uma compreensão mais clara de Marte. Está até a ajudar o esforço de criar fatos espaciais resistentes ao ambiente marciano para quando os humanos pisarem o Planeta Vermelho. Aqui ficam mais informações.
O poder do efeito Raman
O nome completo do instrumento SHERLOC é: Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals. "Raman" refere-se à espectroscopia Raman, uma técnica cujo nome homenageia o físico indiano C.V. Raman, que descobriu o efeito de dispersão da luz na década de 1920.
"Enquanto viajava de barco, tentava descobrir porque é que o mar era azul," disse Luther Beegle do JPL, investigador principal do SHERLOC. "Ele percebeu que se apontássemos um feixe de luz a uma superfície, podíamos mudar o comprimento de onda da luz dispersa, dependendo dos materiais nessa superfície."
Este efeito é chamado de dispersão ou efeito Raman. Os cientistas podem identificar diferentes moléculas com base na distinta "impressão digital" espectral visível na luz emitida. Um laser ultravioleta que faz parte do SHERLOC permitirá à equipa classificar materiais orgânicos e minerais presentes numa rocha e entender o ambiente no qual a rocha se formou. A água salgada, por exemplo, pode resultar na formação de minerais diferentes daqueles em água doce. A equipa também vai procurar pistas de astrobiologia na forma de moléculas orgânicas que, entre outras coisas, servem como potenciais bioassinaturas, demonstrando a presença de antiga vida passada em Marte.
"A vida agrupa-se," disse Beegle. "Se virmos substâncias orgânicas agrupadas numa parte de uma rocha, pode ser um sinal de que os micróbios aí prosperaram no passado."
Os processos não biológicos também podem formar compostos orgânicos, de modo que a deteção destes compostos não é um sinal claro de que a vida se formou em Marte. Mas os produtos orgânicos são cruciais para entender se o ambiente antigo pode ter suportado vida.
Uma lupa marciana
Quando Beegle e a sua equipa avistarem uma rocha interessante, digitalizam uma área com o tamanho de uma moeda com o laser do SHERLOC para descobrir a composição mineral e a presença de compostos orgânicos. Em seguida, a WATSON (Wide Angle Topographic Sensor for Operations and eNgineering) capturará ampliações da amostra. Também pode fotografar imagens do rover Perseverance, assim como o rover Curiosity da NASA usa a mesma câmara - chamada MAHLI (Mars Hand Lens Imager) nesse veículo - para ciência e para tirar selfies.
Mas, quando combinada com o SHERLOCK, a WATSON pode fazer ainda mais: a equipa pode mapear com precisão as descobertas do SHERLOC sobre as imagens da WATSON a fim de ajudar a revelar como as diferentes camadas minerais se formam e se sobrepõem. Também podem combinar os mapas minerais com dados de outros instrumentos - entre eles, o PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) no braço robótico do Perseverance - para ver se uma rocha pode conter sinais de vida microbiana fossilizada.
Meteoritos e fatos espaciais
Qualquer instrumento científico exposto ao ambiente marciano por tempo suficiente está sujeito a mudanças, seja pelas variações extremas de temperatura, seja pela radiação do Sol e dos raios cósmicos. Os cientistas ocasionalmente têm que calibrar estes instrumentos, que fazem medindo as suas leituras em relação a alvos de calibração - essencialmente, objetos com propriedades conhecidas selecionados previamente para fins de verificação cruzada (por exemplo, o rover Curiosity utiliza uma moeda como alvo de calibração). Como os cientistas e engenheiros sabem com antecedência quais devem ser as leituras quando um instrumento está a funcionar corretamente, podem fazer os ajustes necessários.
Com mais ou menos o tamanho de um smartphone, o alvo de calibração do SHERLOC inclui 10 objetos, incluindo uma amostra de um meteorito marciano que viajou até à Terra e foi encontrado em 1999 no deserto de Omã. O estudo de como este fragmento de meteorito muda ao longo da missão ajudará os cientistas a entender as interações químicas entre a superfície do planeta e a sua atmosfera. A SuperCam, outro instrumento a bordo do Perseverance, também tem um pedaço de meteorito marciano como alvo de calibração.
Enquanto os cientistas enviam fragmentos de Marte novamente até à superfície do Planeta Vermelho para continuar os seus estudos, contam com o Perseverance para recolher dezenas de amostras de rocha e solo para futuro envio à Terra. As amostras que o veículo espacial recolher serão exaustivamente estudadas, com dados da paisagem onde se formaram, e vão incluir tipos de rochas diferentes dos meteoritos.
Ao lado do meteorito marciano estão cinco amostras de tecido de fatos espaciais e de material de capacete desenvolvido pelo Centro Espacial Johnson da NASA. O SHERLOC fará leituras destes materiais à medida que são afetados pela paisagem e pelo clima marciano ao longo do tempo, dando aos designers dos fatos uma melhor ideia de como se degradam. Quando os primeiros astronautas pisarem Marte, poderão muito bem ter que agradecer ao SHERLOC pelos fatos que os mantêm seguros.
O rover Perseverance pesa 1025 kg. A sua missão é procurar sinais de vida microbiana passada. Independentemente do dia de lançamento, cuja janela vai de 17 julho a 11 de agosto, aterrará na Cratera Jezero no dia 18 de fevereiro de 2021.
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Um modelo de engenharia do SHERLOC, um dos instrumentos a bordo do rover marciano Perseverance da NASA. Localizado no fim do braço robótico do rover, o SHERLOC vai ajudar a determinar quais as amostras a recolher para que possam ser seladas em tubos de metais e deixados à superfície de Marte para futuro envio à Terra.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
Nesta imagem de teste pelo SHERLOC, um instrumento a bordo do rover Perseverance da NASA; cada cor representa um mineral diferente detetado à superfície de uma rocha.