利用拉曼光譜和螢光掃描宜居環境中的有機物和化學品
利用拉曼光譜和生物螢光掃描宜居環境、尋找有機物和化學物質儀（Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals）—英文縮寫「歇洛克」（SHERLOC）是一種紫外線拉曼光譜儀，它使用精密成像和紫外線雷射來確定細粒礦物，並探測有機化合物，作為火星2020任務的一部分[1][2]，它是專為「毅力號」火星車所開發設計。它由噴氣推進實驗室製造，主要子系統分別由馬林空間科學系統和洛斯阿拉莫斯國家實驗室開發研製。項目首席研究員和副研究員分別為盧瑟·比格爾（Luther Beegle）和羅希特·巴蒂亞（Rohit Bhartia）。 「歇洛克」將可能攜使用太空衣材料作為校準目標，它將測量它們在火星表面環境隨時間而產生的變化[3]。
目標
[編輯]根據2017年大學空間研究協會（USRA）報告：[2]
歇洛克儀調查的目標是:
- 評估樣品的宜居潛力及含水歷史。
- 評估關鍵元素和生命能量源(碳、氫、氮、氧、磷、硫等)的可用性。
- 測定火星岩石和露頭中是否保存有潛在的生命印跡。
- 對選取的樣品進行有機和礦物分析。
為此，歇洛克儀必須做到：
- 能探測和界定火星地表和近地表下有機物及與天體生物學相關的礦物。
- 在7 x 7毫米的光斑上，整體有機物靈敏度達到10-5至10-6 w/w（重量百分比）。
- 在小於100微米空間下對精細有機物的檢測靈敏度達到10-2至10-4 w/w。
- 對天體生物學相關礦物（ARM）的檢測和界定解析度達到100微米。
——Beegle, L.W., et al.，大學空間研究聯合會(2017年)[2]
構造
[編輯]歇洛克系統部件分別安裝在火星車的三處位置上，歇洛克轉塔組件（STA）安裝在機械手臂末端，它包括了光譜和成像組件。歇洛克主體部件（SBA）位於火星車底盤上，充當轉塔組件和火星車之間的接口，主體部件（SBA）執行命令和數據處理以及電源分配電；歇洛克校準目標（SCT）位於火星車底盤前部，並保存光譜定標物。
歇洛克系統由成像元件和光譜元件組成，它有兩套成像組件，由火星科學實驗室火星手部透鏡成像儀的傳統硬體組成。一套是專為列印可在多個尺度上生成彩色圖像而構建的；另一套是使儀器能夠獲得樣品背景圖像並自動聚焦歇洛克調查光譜部分的雷射點。
作為光譜部分，它利用氖-銅金屬蒸汽雷射器發出紫外線光子（248.6納米），能從探測目標樣本上產生獨特的拉曼和螢光光子。深紫外雷射與背景成像儀一同聚焦，併集成到自動聚焦/掃描光學系統中，該系統可使光譜特徵與表面紋理、形態和可見特徵相關聯。背景成像儀的空間解析度為30微米，目前被設計在400-500納米波長範圍工作[4]。
其中一台攝像頭是用於操作和工程方面的廣角地形傳感器-簡稱「沃森相機」（WATSON）[5]。
(Mars; video; 0:05; 10 May 2021)
另請查看
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ Webster, Guy. SHERLOC to Micro-Map Mars Minerals and Carbon Rings. NASA. 31 July 2014 [31 July 2014]. （原始內容存檔於2020-06-26）.
- ^ 2.0 2.1 2.2 Beegle, L.W.; et al. The SHERLOC Investigation For MARS 2020 (SHERLOC: Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals, an Investigation for 2020) (PDF). Universities Space Research Association. 2017 [30 August 2017]. （原始內容 (PDF)存檔於2020-09-28）.
- ^ The next NASA rover could lead to safer space suits for astronauts exploring Mars. The Mercury News. 2018-02-20 [2018-02-24]. （原始內容存檔於2021-10-27） （美國英語）.
- ^ Beegle, L.; Bhartia, R.; White, M.; DeFlores, L.; Abbey, W.; Wu, Yen-Hung; Cameron, B.; Moore, J.; Fries, M. SHERLOC: Scanning habitable environments with Raman & luminescence for organics & chemicals. 2015 IEEE Aerospace Conference. 2015-03-01: 1–11. ISBN 978-1-4799-5379-0. doi:10.1109/AERO.2015.7119105.
- ^ Probing for life in the icy crusts of ocean worlds. [2021-09-05]. （原始內容存檔於2021-09-05）.
