Análisis Raman de percloratos en condiciones marcianas: ciencia de apoyo para las misiones NASA/Mars 2020 y ESA/ExoMars

Abstract

El instrumento SuperCam del rover Perseverance de la misión Mars 2020 de la NASA, utiliza múltiples técnicas espectroscópicas para analizar la mineralogía marciana. Uno de los materiales más interesantes detectados por Raman es el perclorato de sodio, un compuesto que tiene importantes implicaciones con la preservación de trazas de vida. Considerando esto, el presente trabajo consistirá en realizar una serie de experimentos y pruebas de laboratorio con el objetivo de evaluar la estabilidad química y estructural (a nivel molecular) de los percloratos en general, y del perclorato de sodio en particular, especialmente en lo relativo a las diferentes fases de hidratación de dicho material, con el objetivo de comprender en mayor profundidad si el ambiente marciano (temperatura, presión) puede tener algún efecto en el estado de hidratación del material. Esto es especialmente relevante teniendo en cuenta que el material analizado estuvo expuesto al ambiente marciano solamente durante unas horas antes de analizarlo, tras realizar la abrasión de la superficie. Para realizar las pruebas se utilizará una cámara de ambiente marciano acoplada a un espectrómetro Raman, con el que se evaluarán la dinámica de modificación de la estructura e hidratación molecular del perclorato en diferentes condiciones de temperatura. Los resultados de este estudio tendrán un alto impacto en las presentes y futuras misiones a Marte, facilitando la interpretación de los resultados obtenidos por misiones de exploración planetaria en el planeta rojo.

The SuperCam instrument on NASA's Mars 2020 Perseverance rover uses multiple spectroscopic techniques to analyze Martian mineralogy. One of the most interesting materials detected by Raman is sodium perchlorate, a compound that has important implications for the preservation of traces of life. Considering this, the present work will consist in performing a series of experiments and laboratory tests with the aim of evaluating the chemical and structural stability (at molecular level) of perchlorates in general, and of sodium perchlorate in particular, especially regarding the different hydration phases of such material, in order to understand in greater depth if the Martian environment (temperature, pressure) can have any effect on the hydration state of the material. This is especially relevant considering that the analyzed material was exposed to the Martian environment for only a few hours before analysis, after the surface abrasion. To perform the tests, a Martian environment chamber coupled to a Raman spectrometer will be used to evaluate the dynamics of structure modification and molecular hydration of perchlorate under different temperature conditions. The results of this study will have a potentially high impact on present and future missions to Mars, facilitating the interpretation of the results obtained by planetary exploration missions on the red planet.