Jak se vesmírné mise posouvají hlouběji do vnější sluneční soustavy, potřeba kompaktních, zdrojově efektivních a přesných analytických nástrojů se stává kritičtější. Zejména proto, že vědci pokračují v honbě za mimozemským životem a obyvatelnými planetami nebo měsíci.
Tým z University of Maryland vyvinul nový přístroj speciálně přizpůsobený potřebám vesmírných misí NASA. Jejich minianalyzátor založený na laseru je výrazně menší, přesto efektivní z hlediska zdrojů, aniž by byla ohrožena kvalita jeho schopnosti analyzovat vzorky planetárního materiálu a potenciální biologickou aktivitu in situ.
Přístroj váží méně než 8 kg a je fyzicky redukovanou kombinací dvou důležitých nástrojů pro detekci známek života a určování složení materiálů: pulzní ultrafialový laser, který odstraňuje malá množství materiálu z planetárního vzorku, a analyzátor Orbitrap, který poskytuje údaje o chemickém složení studovaných materiálů z vysokého rozlišení.
"Orbitrap byl původně postaven pro komerční využití," vysvětlil vedoucí výzkumu Ricardo Arevalo. - Najdete je v lékařských a farmaceutických laboratořích. Ten v mé vlastní laboratoři váží přes 180 kg, takže je docela velký a trvalo nám 8 let, než jsme vyrobili prototyp, který by se dal efektivně použít ve vesmíru. Je mnohem menší a méně náročná na zdroje.“
Nové zařízení týmu zmenšuje původní Orbitrap tím, že jej kombinuje s laserovou desorpční hmotnostní spektrometrií (LDMS), což je technologie, která dosud nebyla použita v mimozemském planetárním prostředí. Přístroj má stejné výhody jako jeho větší předchůdci, ale je zjednodušený pro průzkum vesmíru a in-situ analýzu planetárních materiálů.
Díky své nízké hmotnosti a minimálním nárokům na energii jej lze skladovat a udržovat na palubě vesmírných misí a analýza povrch planety nebo látky se stane méně rušivým, a tudíž bude mnohem méně pravděpodobné, že kontaminuje nebo poškodí vzorek. „Dobrá věc je, že vše, co lze ionizovat, lze analyzovat. Pokud zaměříme laserový paprsek na vzorek ledu, určíme jeho složení a uvidíme biologické podpisy, řekl Ricardo Arevalo. – Tento přístroj má vysoké hmotnostní rozlišení a přesnost.
Laserová součást mini verze LDMS Orbitrap také umožňuje výzkumníkům přístup k větším a složitějším sloučeninám. Menší organické sloučeniny, jako jsou například aminokyseliny, jsou nejednoznačnými markery forem života. „Aminokyseliny mohou být produkovány abioticky, což znamená, že nemusí být nutně důkazem života. Meteority, z nichž mnohé jsou bohaté na aminokyseliny, by mohly spadnout na povrch planety a dodat abiotické organické látky na povrch, řekl Arevalo. "Lasér nám umožňuje studovat větší a složitější organické látky, které mohou zobrazovat nejpravděpodobnější biologické podpisy."
Minisystém LDMS Orbitrap bude užitečný v budoucích misích zaměřených na detekci života (např. Enceladus Orbilander), nebo v povrchovém výzkumu měsíce (program NASA Artemis). Vědci doufají, že pošlou své zařízení do vesmíru a rozmístí ho v zařízení během několika příštích let. "Vidím tento prototyp jako předchůdce dalších budoucích nástrojů založených na LDMS a Orbitrap," řekl Arevalo. „Náš minipřístroj Orbitrap LDMS má potenciál výrazně zlepšit způsob, jakým studujeme geochemii a astrobiologii planetárního povrchu.“
Zajímavé také: