Impresión artística del rover ExoMars de la ESA (primer plano) y la plataforma científica rusa (fondo) en Marte. Crédito:ESA / ATG medialab
En la vida cotidiana, miramos y tocamos las cosas para descubrir de qué están hechas. Una poderosa técnica científica hace lo mismo usando láseres, y dentro de dos años volará al espacio por primera vez.
Un investigador que trabaja con la ESA ha estado investigando cómo se podrían usar los láseres en futuras misiones espaciales.
"Disparamos un láser a un material de interés, "explica Melissa McHugh de la Universidad de Leicester en el Reino Unido, "y medir cuánto cambia su color a medida que se esparce por la superficie, para identificar las moléculas responsables.
"Esta es una técnica bien establecida a nivel terrestre, que se utiliza en todo tipo de campos, desde la seguridad hasta la farmacología y la historia del arte, ya sea en laboratorios o utilizando dispositivos portátiles".
El rover ExoMars de la ESA llevará la primera unidad de este tipo al espacio en 2020 para ayudar a buscar posibles biomarcadores de vida pasada o presente en Marte. y restos minerales del cálido planeta, pasado húmedo.
"Mi investigación ha estado analizando hasta dónde podemos extender la técnica en el futuro, "agrega Melissa.
"El rover de la ESA disparará su láser a muestras trituradas que se hayan tomado en el interior, pero también podemos usar la técnica a distancias más grandes; ya se ha hecho en cientos de metros".
El propio Mars Rover 2020 de la NASA llevará un instrumento similar en un mástil externo para la detección remota de afloramientos rocosos prometedores.
Análisis in situ de rocas basálticas en el complejo volcánico Bjockfjord en la isla de Spitsbergen, Noruega, durante las pruebas de ExoMars. A la izquierda, una imagen de alta resolución de una roca basáltica muestra los puntos identificados para un análisis más detallado. A la derecha, los resultados de la espectroscopia Raman basada en láser obtenidos en algunos de estos puntos seleccionados; en los puntos 5 y 6, Raman detectó b-caroteno orgánico y piroxeno. Esta prueba se realizó durante el desarrollo del instrumento del espectrómetro láser Raman, que volará en el rover ExoMars 2020 de la ESA. Crédito:ESA - Equipo Raman, AMASE
"Se ha trabajado mucho aquí en la Tierra para ampliar esta técnica, "dice Melissa, "para ayudar a detectar explosivos, por ejemplo, o materiales nucleares.
"Requiere un potente láser pulsado, además de una cámara sincronizada sensible para detectar la luz reflejada, teniendo en cuenta que sólo se dispersa uno en un millón de fotones del láser ".
El científico indio Chandrasekhara Raman recibió un premio Nobel por descubrir el efecto, siguiendo su interés en comprender por qué el mar se ve azul.
Con la tecnología a punto de probarse en vuelo, los planificadores de misiones están estudiando aplicaciones de seguimiento para el espacio, y la investigación de Melissa se centra en establecer qué se puede y qué no se puede hacer.
"Hay mucha emoción al tomar esta poderosa técnica y usarla en otros planetas, "ella comenta, "pero, por supuesto, hay todo tipo de masa, Restricciones de volumen y retransmisión de datos.
Prueba del prototipo de espectroscopía láser Raman para el rover ExoMars de la ESA, que tiene lugar en la mina de sal de Boulby en North Yorkshire, que tiene similitudes geológicas con la superficie de Marte, incluidos los depósitos de cloruro y sulfato. Crédito:Matthew Gunn
"Parte de mi trabajo consiste en darles a los equipos una estimación confiable de qué tan bien funcionaría su dispositivo en diferentes configuraciones:qué tipo de láser, que tipo de muestras, ¿Qué tipo de condiciones de luz ambiental?
"Por ejemplo, hay indicios de que, en lugar de requerir instrumentos sofisticados para la teledetección, hay formas de optimizar las cámaras CCD calificadas para uso espacial existentes para hacerlas adecuadas ".
Melissa realizó varias visitas al centro técnico de la ESA en Noordwijk, Los países bajos, para hacer uso de sus instalaciones. Por ejemplo, expuso los instrumentos a la radiación para evaluar cómo se degradaría su rendimiento en las duras condiciones de la Luna, Marte o espacio profundo.
