Detektivarbeit ermöglicht Mars-Rover-Team Perseverance, SHERLOC-Instrument neu zu starten

Nach sechsmonatiger Arbeit ist ein Instrument, das dem Marsrover bei der Suche nach potenziellen Anzeichen antiken mikrobiellen Lebens hilft, wieder online.

Das SHERLOC-Instrument (Scanning Habitable Environments with Raman & Lumineszenz for Organics and Chemicals) an Bord des NASA-Marsrovers Perseverance scannte mit seinem Spektrometer und seiner Kamera zum ersten Mal ein Felsziel, seit es im Januar letzten Jahres auf ein Problem stieß. Das Instrument spielt eine Schlüsselrolle bei der Suche nach Spuren antiken mikrobiellen Lebens auf dem Mars. Ingenieure des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien bestätigten am 17. Juni, dass das Instrument erfolgreich Daten gesammelt hatte.

„Sechs Monate Diagnose, Tests, Bildgebung und Datenanalyse, Fehlerbehebung und erneute Tests hätten zu keinem besseren Ergebnis führen können“, sagte SHERLOC-Hauptforscher Kevin Hand vom JPL.

Auf dem Roboterarm des Rovers montiert, sucht SHERLOC mit zwei Kameras und einem Laserspektrometer nach organischen Verbindungen und Mineralien in Gesteinen, die in wässrigen Umgebungen verwittert wurden und Anzeichen früheren mikrobiellen Lebens offenbaren könnten. Am 6. Januar fror eine bewegliche Objektivabdeckung, die das Spektrometer des Instruments und eine seiner Kameras vor Staub schützen sollte, in einer Position ein, die SHERLOC daran hinderte, Daten zu sammeln.

Die Analyse des SHERLOC-Teams machte die Fehlfunktion eines kleinen Motors deutlich, der für die Bewegung der Schutzabdeckung des Objektivs sowie für die Einstellung des Fokus des Spektrometers und der Autofokus- und Kontext-Imager-Kamera (ACI) verantwortlich ist. Das Team testete potenzielle Lösungen an einem Duplikat des SHERLOC-Instruments am JPL und begann einen langwierigen und sorgfältigen Bewertungsprozess, um herauszufinden, ob und wie die Linsenabdeckung in die offene Position gebracht werden kann.

Detektiv SHERLOC

Neben vielen anderen Maßnahmen versuchte das Team, den kleinen Motor in der Objektivabdeckung zu erwärmen, indem es dem Roboterarm des Rovers befahl, das SHERLOC-Instrument mit unterstützter Mastcam-Z-Bildgebung in verschiedene Ausrichtungen zu drehen und den Mechanismus hin und her zu schaukeln, um etwaige Trümmer zu lösen Das könnte das Objektiv blockieren. Abdeckung und setzen Sie sogar den Schlagbohrer des Rovers ein, um zu versuchen, ihn zu lösen. Am 3. März zeigten von Perseverance zurückgegebene Bilder, dass sich die Abdeckung des ACI um mehr als 180 Grad geöffnet hatte, wodurch das Sichtfeld des Bildgebers freigegeben wurde und das ACI nahe an seinem Ziel platziert werden konnte.

„Sobald die Abdeckung entfernt wurde, wurde eine Sichtlinie für das Spektrometer und die Kamera hergestellt. Wir waren auf halbem Weg“, sagte Kyle Uckert, stellvertretender Hauptermittler von SHERLOC am JPL. „Wir brauchten noch eine Möglichkeit, das Instrument auf ein Ziel zu fokussieren. Ohne Fokussierung wären die SHERLOC-Bilder verschwommen und das Spektralsignal wäre schwach.“

Wie jeder gute Augenarzt machte sich das Team daran, das Rezept für SHERLOC festzulegen. Da sie den Fokus der Instrumentenoptik nicht anpassen konnten, verließen sie sich auf den Roboterarm des Rovers, um Feineinstellungen an der Entfernung zwischen SHERLOC und seinem Ziel vorzunehmen, um die beste Bildauflösung zu erzielen. SHERLOC wurde angewiesen, Fotos von seinem Kalibrierungsziel zu machen, damit das Team die Wirksamkeit dieses Ansatzes überprüfen konnte.

„Der Roboterarm des Rovers ist unglaublich. Er kann in kleinen Viertelmillimeterschritten gesteuert werden, um uns bei der Beurteilung der neuen Fokusposition von SHERLOC zu helfen, und er kann SHERLOC mit großer Präzision auf ein Ziel platzieren“, sagte Uckert. „Nachdem wir zuerst auf der Erde und dann auf dem Mars getestet hatten, stellten wir fest, dass der beste Abstand für den Roboterarm zur Platzierung von SHERLOC etwa 40 Millimeter oder 1,58 Zoll beträgt. „Auf diese Entfernung sollten die Daten, die wir sammeln, so gut sein wie nie zuvor.“

Die Bestätigung dieser guten Positionierung des ACI auf einem Gesteinsziel auf dem Mars erfolgte am 20. Mai. Bei der Überprüfung am 17. Juni, dass das Spektrometer auch funktionsfähig war, wurde das letzte Kästchen des Teams überprüft und bestätigt, dass SHERLOC betriebsbereit ist.

„Der Mars ist schwierig, und es ist noch schwieriger, Instrumente vom Abgrund zurückzuholen“, sagte Art Thompson, Perseverance-Projektmanager bei JPL. „Aber das Team hat nie aufgegeben. Nachdem SHERLOC wieder online ist, können wir unsere Erkundungen und Probensammlungen mit einer vollständigen Ausstattung an wissenschaftlichen Instrumenten fortsetzen.“

Perseverance befindet sich in der Endphase seiner vierten wissenschaftlichen Kampagne und sucht nach Beweisen für Karbonat- und Olivinvorkommen in der „Margin Unit“, einem Gebiet innerhalb des Randes des Jezero-Kraters. Auf der Erde bilden sich Karbonate typischerweise in den Untiefen von Süßwasser- oder alkalischen Seen. Es wird spekuliert, dass dies auch für die vor mehr als 3 Milliarden Jahren entstandene Randeinheit der Fall sein könnte.