Ecco la SuperCam, il complesso strumento laser del rover di Mars 2020

La SuperCam è uno dei sette strumenti e si troveranno a bordo del rover Mars 2020 il cui lancio dovrebbe avvenire entro l'anno (credito: NASA / JPL-Caltech)

Un nuovo articolo è apparso sul sito della NASA che contiene nuovi aggiornamenti per quanto riguarda il rover che la stessa NASA invierà su Marte nel contesto della missione Mars 2020.
L’articolo si sofferma in particolare su uno degli strumenti che saranno a bordo del rover, la SuperCam.

SuperCam vanta un raggio laser

Costruita da centinaia di ingegneri, questa speciale camera vanta tra l’altro un raggio laser pulsante che può “sparare” dall’albero del rover stesso (la parte superiore).
Questo laser serve per vaporizzare letteralmente le piccole porzioni di roccia che gli scienziati decideranno di esaminare da remoto. La stessa vaporizzazione permetterà infatti di fornire agli scienziati diverse informazioni.

Perché un raggio laser?

Si tratta di una sorta di “prolungamento” del braccio robotico stesso. Il raggio potrà arrivare dove il braccio robotico non potrà andare e in più consentirà di analizzare gli obiettivi prima di ulteriori analisi.
Saranno di particolare interesse per i ricercatori che guideranno la missione eventuali tracce di acqua liquida, argille, carbonati e solfati.

L’acqua liquida è infatti necessaria per la vita almeno come come la conosciamo ed è quindi uno dei principali obiettivi di ricerca della missione stessa.
I campioni più interessanti saranno depositati in una speciale camera all’interno del rover ed eventualmente riportati sulla Terra con una missione futura.

Versione più avanzata della ChemCam

La SuperCam è una versione molto più avanzata della ChemCam che si trova a bordo del rover Curiosity. Anche questa cam può infatti contare su un raggio laser ad infrarossi per scaldare materiale ad una temperatura di 10.000 °C.
Si tratta di un metodo di analisi denominato spettroscopia di rottura indotta da laser o LIBS. Anche in questo caso le tracce da analizzare vengono vaporizzate affinché possano essere divise in componenti essenziali. Tramite la fotocamera è poi possibile fare analisi approfondite anche della composizione chimica.

Intelligenza artificiale

SuperCam utilizzerà inoltre versioni di software dotati di algoritmi di intelligenza artificiale più complessi rispetto a quelli di ChemCam.
Questo permetterà al rover della missione marzo 2020 di essere in parte un po’ autonomo e quindi di puntare alle cose più interessanti quasi da solo.

Laser verde per analizzare la composizione molecolare

SuperCam potrà inoltre contare su una laser verde per analizzare la composizione molecolare dei componenti presi di mira.
Questo raggio è infatti capace di eccitare i legami chimici, cosa che a sua volta produce un segnale che può essere analizzato con una tecnica denominata spettroscopia Raman.

Otturatore che può chiudersi molto velocemente

SuperCam è dotato di un otturatore che può chiudersi molto velocemente, anche con una velocità di 100 nanosecondi alla volta, in modo da far entrare pochissimi fotoni.
Con un otturatore del genere sarà possibile utilizzare una tecnica denominata spettroscopia di luminescenza risolta nel tempo per capire meglio e meglio analizzare i composti presenti nel campione.

Può utilizzare anche la luce visibile ad infrarossi

Infine la stessa SuperCam può utilizzare la luce visibile ad infrarossi riflessa dal Sole per studiare il contenuto di rocce e sedimenti vari.
Si tratta di una tecnica, denominata VISIR, Che va a completare la spettroscopia Raman. Secondo il tipo di minerale che si dovrà analizzare, si potranno utilizzare una o più tecniche insieme.

Laser controllato da microfono

La SuperCam vanta anche un microfono: quest’ultimo serve per far capire ai ricercatori sulla Terra quando il laser colpisce il bersaglio. Quando questo fenomeno accade, infatti, si crea un suono scoppiettante e questo suono cambia a seconda del materiale colpito, informazione importantissimo per determinare la tipologia dello stesso materiale.

Come riferisce Sylvestre Maurice dell’Istituto per la Ricerca in Astrofisica e Scienze Planetarie a Tolosa, Francia, il microfono ha uno scopo abbastanza pratico ma può essere utilizzato anche per registrare il sono del paesaggio marziano, se questo dovesse risultare molto interessante, oppure la rotazione dell’albero del rover, per capire eventuali danni o qualcosa di non più funzionante.

Si tratta di un design vecchio, quello del microfono: un microfono di questo tipo, con le stesse funzioni, fu infatti equipaggiato alla fine degli anni 90 a bordo del Mars Polar Lander che però si schiantò sulla superficie del pianeta rosso.
Inoltre fu utilizzato nel 2008 nel corso della missione Phoenix. Durante quest’ultima missione, però, l’utilizzo del microfono fu impedito quasi del tutto per problemi di elettronica.

Secondo microfono in ingresso

In ogni caso, per quanto riguarda la missione Mars 2020, il microfono di cui sarà dotato la SuperCam non sarà l’unico: ce ne sarà un altro in ingresso che catturerà tutti i suoni intorno al rover e che praticamente aggiungerà ai video che la telecamera potrà registrare anche l’audio per filmati mai realizzati prima per quanto riguarda il paesaggio marziano.

Lavoro di tutto il team

Si è trattato di un lavoro di squadra: ricercatori ed ingegneri hanno lavato parallelamente nel Los Alamos National Laboratory nel New Mexico, dove lo strumento SuperCam è stato sviluppato fin dall’inizio. Qui sono stati sviluppati, infatti, gli spettrometri, l’elettronica di controllo e il software della Cam stessa.
Altre parti sono stati sviluppate nei laboratori del CNRS (Francia) e dell’agenzia spaziale francese.

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