В 2024 году марсоход NASA Perseverance собрал необычный образец породы. Камень, получивший название «Сапфировый каньон», имеет белые пятна, похожие на леопардовые, с чёрными границами в красном аргиллите. В нём могут быть ответы на вопросы об источниках органических молекул на Марсе.
Исследования на Земле
Здесь, на Земле, в журнале Review of Scientific Instruments исследователи из Лаборатории реактивного движения и Калифорнийского технологического института использовали метод оптической фототермической инфракрасной спектроскопии (О-ПТИР) для изучения визуально похожей породы. Они хотели определить, можно ли применить О-ПТИР к образцу из «Сапфирового каньона», когда его в конце концов доставят сюда для изучения.
Как работает О-ПТИР?
О-ПТИР использует два лазера для изучения материала: первый нагревает материал и вызывает небольшие тепловые колебания на его поверхности, пропорциональные длине волны лазера, а второй измеряет степень этих изменений. Вместе это создаёт уникальный химический отпечаток материала.
Тестирование О-ПТИР
Исследователи протестировали О-ПТИР на базальтовой породе с тёмными включениями размером, аналогичным включениям в образце из «Сапфирового каньона». Автор исследования Николас Хайнц обнаружил эту породу случайно во время похода в Аризоне, в Седоне. Он положил её в рюкзак и принёс для изучения.
Они хотели увидеть, сможет ли О-ПТИР различить основной материал породы и её тёмные включения, и обнаружили, что метод чрезвычайно эффективен благодаря повышенному пространственному разрешению О-ПТИР. Более того, О-ПТИР — это быстрый метод. Каждый спектр можно получить за несколько минут, что позволяет учёным использовать более чувствительные методы для детального изучения потенциальных областей интереса, таких как регионы, содержащие органики.
«Я надеюсь, что эта возможность будет рассмотрена для любых будущих материалов, возвращаемых с Марса, астероида или любой другой планетарной поверхности», — сказал Хайнц.
Возможности О-ПТИР
Возможности О-ПТИР в Лаборатории реактивного движения NASA — единственные в своём роде. Они уже использовались в других миссиях NASA — в 2024 году они помогли подтвердить чистоту «Europa Clipper», миссии по изучению одного из спутников Юпитера, перед запуском.
Хайнц сказал, что теперь, когда они продемонстрировали дополнительные преимущества применения О-ПТИР в работе с образцами с Марса и в геологии в более широком смысле, они работают с научной группой NASA по Марсу, чтобы протестировать микрофоссилии водорослей, которые обычно используются в качестве аналогов Марса для ровверов.
Предоставлено American Institute of Physics.