Mänskligheten kanske kan nå längre tillbaka i historien om sin närmaste planetariska granne, låsa upp hemligheterna bakom evolutionen, klimat, och Mars beboelighet, tack vare ansträngningarna från ett väst-ledat team som utnyttjats för att förbättra NASA:s roverteknologi.

Geovetenskapsprofessorn Roberta Flemming leder ett team av forskare för att utveckla ett kompakt instrument som kan användas på rovers för att analysera mineral- och stenstrukturer på plats på den röda planetens yta, var de än finns. Projektet stöds av Canadian Space Agency (CSA).

"Vi tittar på planetens rekord. Mineraler berättar historien om planetens geologiska historia, sa Flemming, en medlem av Westerns Center for Planetary Science and Exploration. "Det här projektet kan ge oss en djupare, rikare datauppsättning för att förstå den historien."

På jorden, Röntgendiffraktion (XRD) är den primära tekniken för att bestämma mineralogin hos stenar och andra naturliga material.

XRD används för närvarande på Mars med instrumentet CheMin – en förkortning för kemi och mineralogi – på NASA:s Curiosity-rover. Den tekniken, dock, kräver att stenen krossas till ett pulver för studier, därmed förbrukar kraft och rovertid och även förstör kritisk information om förhållandet mellan mineralerna i berget.

För ett decennium sedan, Flemming hade idén till en bättre roverbaserad lösning. Hon föreslog utvecklingen av en miniatyriserad in situ XRD (ISXRD) för användning på Mars yta – ett instrument som kunde undersöka stenar i större detalj utan att störa eller förstöra dem. Dessa vetenskapliga instrument skulle konkurrera med de som finns i laboratorier här på jorden.

För närvarande, flera roverbaserade instrument mäter kemisk information från stenarna, förklarade Flemming. Men enbart kemisk sammansättning ger ingen fullständig bild. När mineraler i berget registrerar sin historia, renare data är nödvändiga för att få en bild av planeten tillbaka till dess ursprung.

Hennes idé skulle kunna ge den djupaste datamängden någonsin för detta material.

"Alla vet att jag har pratat om det här i flera år, " sa Fleming. "När den här tävlingen dök upp, Jag var tvungen att lägga mina pengar där min mun är."

Teamet fick en av två priser för Space Exploration Concept Studies för planetinstrument

För den 18 månader långa studien, Flemming och hennes team från Western arbetar med andra från Brock och Guelphs universitet, tillsammans med kanadensiska företag PROTO Manufacturing och MDA.

Teamet kommer att använda analoga bergarter från Mars (jordstenar med mineraler som är vanliga på Mars yta) och meteoriter från Mars för att jämföra resultat från Flemmings mikro-XRD-labb i Western med resultat som använder olika miniatyriserade röntgenkomponenter och geometrier för roverkandidater som testats av PROTO i Windsor.

Fleming förklarade att arbetet kommer att lägga grunden för ett mycket mer kapabelt röntgendiffraktionsinstrument som kan användas i framtida Mars-utforskning – eller någon annanstans som en fjärrmanövrerad robotrover kan användas, inklusive avlägsna områden på jorden för miljövetenskap eller resursprospektering.

Det har funnits fyra framgångsrika robotstyrda Mars-rovers – Sojourner, Möjlighet, Anda, och nyfikenhet. I juli/augusti 2020, NASA kommer att lansera Mars 2020 rover. Instrumenteringen för Mars 2020 är redan inställd; alla framsteg som lagts fram av den västerländska studien skulle gälla framtida uppdrag.