In het dagelijks leven kijken en voelen we dingen om erachter te komen waar ze van gemaakt zijn. Een krachtige wetenschappelijke techniek doet hetzelfde met lasers – en over twee jaar vliegt hij voor het eerst in de ruimte.

Een onderzoeker die met ESA samenwerkt, heeft onderzocht hoe lasers kunnen worden gebruikt in toekomstige ruimtemissies.

"We schieten een laser op een interessant materiaal, " legt Melissa McHugh van Leicester University in het VK uit, "en meet hoeveel de kleur is veranderd terwijl het van het oppervlak verstrooit, om de verantwoordelijke moleculen te identificeren.

"Dit is een beproefde techniek op aarde - die op allerlei gebieden wordt gebruikt, van beveiliging tot farmacologie tot kunstgeschiedenis - in laboratoria of met behulp van draagbare apparaten."

ESA's ExoMars-rover zal de eerste dergelijke eenheid in 2020 de ruimte in brengen om te helpen bij het zoeken naar mogelijke biomarkers van het vroegere of huidige leven op Mars, en minerale overblijfselen van de warme, nat verleden.

"Mijn onderzoek heeft gekeken naar hoe ver we de techniek in de toekomst kunnen uitbreiden, ' voegt Melissa toe.

"ESA's rover zal zijn laser afvuren op verpletterde monsters die binnen zijn genomen, maar we kunnen de techniek ook op grotere afstanden gebruiken - het is al gedaan over honderden meters."

NASA's eigen 2020 Mars Rover zal een soortgelijk instrument op een externe mast dragen voor remote sensing van veelbelovende rotspartijen.

"Er is hier op aarde veel werk verzet om deze techniek uit te breiden, " zegt Melissa, "om explosieven op te sporen, bijvoorbeeld, of nucleair materiaal.

"Het vereist een krachtige gepulseerde laser, plus een gevoelige gesynchroniseerde camera om het gereflecteerde licht te detecteren - rekening houdend met het feit dat slechts één op de miljoen fotonen van de laser wordt verstrooid."

De Indiase wetenschapper Chandrasekhara Raman kreeg een Nobelprijs voor het ontdekken van het effect, na zijn interesse om te begrijpen waarom de zee er blauw uitziet.

Met de technologie die op het punt staat zich tijdens de vlucht te bewijzen, missieplanners onderzoeken vervolgtoepassingen voor ruimtevaart, en Melissa's onderzoek richt zich op het vaststellen wat wel en niet kan.

"Er is veel opwinding bij het nemen van deze krachtige techniek en het gebruiken ervan op andere planeten, " merkt ze op, "maar er zijn natuurlijk allerlei soorten massa, volume- en datarelay-beperkingen.

"Een deel van mijn werk bestaat erin teams een betrouwbare schatting te geven van hoe goed hun apparaat zou presteren in verschillende configuraties:wat voor soort laser, welk type monsters, welke manier van omgevingslicht?

"Bijvoorbeeld, er zijn aanwijzingen dat in plaats van geavanceerde instrumenten voor teledetectie te vereisen, er zijn manieren om bestaande ruimtegekwalificeerde CCD-camera's te optimaliseren om ze geschikt te maken."

Melissa heeft verschillende bezoeken gebracht aan het technisch centrum van ESA in Noordwijk, Nederland, gebruik te maken van zijn faciliteiten. Bijvoorbeeld, ze stelde instrumenten bloot aan straling om te beoordelen hoe hun prestaties zouden verslechteren in de barre omstandigheden van de maan, Mars of diepe ruimte.