经过六个月的努力,一种帮助火星探测器寻找古代微生物生命潜在迹象的仪器重新投入使用。美国宇航局“毅力号”火星探测器上的SHERLOC(使用拉曼和荧光扫描宜居环境以检测有机物和化学物质)仪器自今年1月出现故障以来,首次使用光谱仪和相机分析了岩石目标。该仪器在寻找火星上古代微生物生命迹象的任务中发挥着关键作用。6月17日,美国宇航局南加州喷气推进实验室的工程师证实,该仪器成功收集了数据。

侦查工作使毅力号火星探测器团队能够恢复SHERLOC仪器

喷气推进实验室的SHERLOC首席研究员凯文·汉德(KevinHand)表示:“经过六个月的诊断、测试、图像和数据分析、故障排除和重新测试,我们终于得到了更好的结论。”

SHERLOC安装在火星车的机械臂上,使用两台摄像机和一台激光光谱仪来搜索岩石中的有机化合物和矿物质,这些岩石在水环境中发生了变化,可能揭示过去微生物生命的迹象。1月6日,用于保护仪器光谱仪和其中一台摄像机免受灰尘侵袭的可移动镜头盖被冻结在某个位置,导致SHERLOC无法收集数据。

SHERLOC团队的分析指出,负责移动保护镜头盖以及调整光谱仪和自动对焦和环境成像仪(ACI)相机焦距的小型电机出现故障。通过在JPL的复制SHERLOC仪器上测试潜在解决方案,该团队开始了漫长而细致的评估过程,以查看镜头盖是否以及如何移动到打开位置。

除了采取其他许多措施外,该团队还尝试加热镜头盖的小型马达,指挥火星车的机械臂在Mastcam-Z图像的支持下以不同的方向旋转SHERLOC仪器,前后摇动机械装置以松开可能卡住镜头盖的任何碎片,甚至启动火星车的冲击钻以尝试将其松开。3月3日,毅力号传回的图像显示,ACI盖已打开超过180度,清除了成像仪的视野,使ACI能够放置在目标附近。

“取下盖子后,光谱仪和相机的视线就建立起来了。我们已经完成了一半,”JPL的SHERLOC副首席研究员KyleUckert说。“我们仍然需要一种方法将仪器聚焦在目标上。如果没有聚焦,SHERLOC图像就会模糊,光谱信号就会很弱。”

和任何优秀的眼科医生一样,该团队开始研究SHERLOC的处方。由于他们无法调整仪器光学系统的焦距,因此他们依靠火星探测车的机械臂对SHERLOC和其目标之间的距离进行微调,以获得最佳图像分辨率。SHERLOC被命令拍摄其校准目标的照片,以便团队可以检查这种方法的有效性。

“火星车的机械臂非常神奇。它可以以四分之一毫米的步长来帮助我们评估SHERLOC的新焦点位置,并且可以将SHERLOC高精度地放置在目标上,”乌克特说。“在先在地球上测试,然后在火星上测试后,我们发现机械臂放置SHERLOC的最佳距离约为40毫米”,即1.58英寸。“在这个距离下,我们收集的数据应该和以往一样好。”

5月20日,ACI在火星岩石目标上的精确定位得到确认。6月17日,光谱仪也正常运行,这满足了团队的最后一项要求,确认SHERLOC可以正常运行。

“探索火星很困难,将仪器从边缘带回来更是难上加难,”JPL毅力号项目经理ArtThompson说道。“但团队从未放弃。随着SHERLOC重新上线,我们将继续使用全套科学仪器进行探索和样本采集。”

毅力号正处于第四次科学任务的后期阶段,寻找“边缘单元”中碳酸盐和橄榄石沉积物的证据,该区域位于耶泽罗陨石坑边缘内侧。在地球上,碳酸盐通常形成于淡水湖或碱性湖泊的浅水区。据推测,边缘单元也可能如此,它形成于30亿多年前。