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    Todo sobre el láser (y el micrófono) en la cima de Mars 2020, Próximo rover de la NASA

    Mástil de Mars 2020, o "cabeza, "incluye un instrumento láser llamado SuperCam que puede vaporizar material rocoso y estudiar el plasma resultante. Crédito:NASA / JPL-Caltech

    La NASA está enviando un nuevo robot con láser a Marte. Pero a diferencia de los láseres de la ciencia ficción, este se utiliza para estudiar mineralogía y química desde una distancia de hasta 20 pies (7 metros). Podría ayudar a los científicos a encontrar signos de vida microbiana fosilizada en el Planeta Rojo, también.

    Uno de los siete instrumentos a bordo del rover Mars 2020 que se lanza este verano, SuperCam fue construido por un equipo de cientos y empaqueta lo que normalmente requeriría varios equipos considerables en algo no más grande que una caja de cereal. Dispara un rayo láser pulsado desde el mástil del rover, o "cabeza, "para vaporizar pequeñas porciones de roca a distancia, proporcionando información que será esencial para el éxito de la misión.

    Aquí hay un vistazo más de cerca a lo que hace que el instrumento sea tan especial:

    Un alcance lejano

    El uso de un rayo láser ayudará a los investigadores a identificar los minerales que están más allá del alcance del brazo robótico del rover o en áreas demasiado empinadas para que el rover pueda avanzar. También les permitirá analizar un objetivo antes de decidir si guiar el rover allí para un análisis más detallado. De particular interés:minerales que se formaron en presencia de agua líquida, como arcillas, carbonatos y sulfatos. El agua líquida es esencial para la existencia de la vida tal como la conocemos, incluidos los microbios, que podría haber sobrevivido en Marte hace miles de millones de años.

    Los científicos también pueden usar la información de SuperCam para ayudar a decidir si capturar núcleos de roca para el sistema de almacenamiento en caché de muestras del rover. Mars 2020 recolectará estas muestras de núcleos en tubos de metal, eventualmente depositándolos en un lugar predeterminado para una futura misión para recuperarlos y traerlos de regreso a la Tierra.

    Enfoque láser

    SuperCam es esencialmente una versión de próxima generación de la ChemCam del rover Curiosity. Como su predecesor, SuperCam puede usar un rayo láser infrarrojo para calentar el material que impacta a alrededor de 18, 000 grados Fahrenheit (10, 000 grados Celsius) - un método llamado espectroscopia de ruptura inducida por láser, o LIBS - y lo vaporiza. Luego, una cámara especial puede determinar la composición química de estas rocas a partir del plasma que se crea.

    Al igual que ChemCam, SuperCam utilizará inteligencia artificial para buscar objetivos de roca que valga la pena atacar durante y después de los recorridos. cuando los humanos están fuera del circuito. Además, esta A.I. mejorada permite que SuperCam apunte con mucha precisión a las rocas pequeñas.

    Otra característica nueva de SuperCam es un láser verde que puede determinar la composición molecular de los materiales de la superficie. Este rayo verde excita los enlaces químicos en una muestra y produce una señal dependiendo de qué elementos están unidos, una técnica llamada espectroscopia Raman. SuperCam también usa el láser verde para hacer que algunos minerales y químicos a base de carbono emitan luz, o fluorescen.

    Los minerales y las sustancias químicas orgánicas emiten fluorescencia a diferentes velocidades, por lo que el sensor de luz de SuperCam cuenta con un obturador que puede cerrarse tan rápido como 100 nanosegundos a la vez, tan rápido que muy pocos fotones de luz entrarán en él. La alteración de la velocidad del obturador (una técnica llamada espectroscopia de luminiscencia de resolución temporal) permitirá a los científicos determinar mejor los compuestos presentes.

    Es más, SuperCam puede utilizar luz visible e infrarroja (VISIR) reflejada por el Sol para estudiar el contenido mineral de rocas y sedimentos. Esta técnica VISIR complementa la espectroscopia Raman; cada técnica es sensible a diferentes tipos de minerales.

    La unidad de mástil para la SuperCam de Mars 2020, mostrado siendo probado aquí, utilizará un láser para vaporizar y estudiar material rocoso en la superficie del Planeta Rojo. Crédito:LANL

    Verificación de láser con micrófono

    SuperCam incluye un micrófono para que los científicos puedan escuchar cada vez que el láser golpea un objetivo. El sonido de estallido creado por el láser cambia sutilmente según las propiedades del material de una roca.

    "El micrófono tiene un propósito práctico al decirnos algo sobre nuestros objetivos rocosos desde la distancia. Pero también podemos usarlo para grabar directamente el sonido del paisaje marciano o el giro del mástil del rover, "dijo Sylvestre Maurice del Instituto de Investigación en Astrofísica y Ciencias Planetarias en Toulouse, Francia.

    El rover Mars 2020 marca la tercera vez que este diseño de micrófono en particular irá al Planeta Rojo, Dijo Maurice. A finales de la década de 1990, el mismo diseño viajaba a bordo del Mars Polar Lander, que se estrelló en la superficie. En 2008, La misión Phoenix experimentó problemas electrónicos que impidieron que se usara el micrófono.

    En el caso de Mars 2020, SuperCam no tiene el único micrófono a bordo del rover:una entrada, El micrófono de descenso y aterrizaje capturará todos los sonidos del rover del tamaño de un automóvil que se abre camino hacia la superficie. Agregará audio al video a todo color grabado por las cámaras del rover, capturando un aterrizaje en Marte como nunca antes.

    Trabajo en equipo

    SuperCam está dirigida por el Laboratorio Nacional de Los Alamos en Nuevo México, donde se desarrolló la unidad corporal del instrumento. Esa parte del instrumento incluye varios espectrómetros, electrónica de control y software.

    La Unidad de Mástil fue desarrollada y construida por varios laboratorios del CNRS (centro de investigación francés) y universidades francesas bajo la autoridad contratante del CNES (agencia espacial francesa). Los objetivos de calibración en la cubierta del rover son proporcionados por la Universidad de Valladolid de España.

    JPL está construyendo y administrará las operaciones del rover Mars 2020 para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en la sede de la agencia en Washington.


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