Тъй като космическите мисии се придвижват по-дълбоко във външната слънчева система, необходимостта от компактни, ресурсно ефективни и точни аналитични инструменти става все по-критична. Особено след като учените продължават да търсят извънземен живот и обитаеми планети или луни.
Екип от университета в Мериленд разработи нов инструмент, специално пригоден за нуждите на космическите мисии НАСА. Техният лазерно базиран минианализатор е значително по-малък, но ресурсно ефективен, без да компрометира качеството на способността му да анализира проби от планетарен материал и потенциална биологична активност на място.
Инструментът тежи по-малко от 8 кг и е физически намалена комбинация от два важни инструмента за откриване на признаци на живот и определяне на състава на материали: импулсен ултравиолетов лазер, който премахва малки количества материал от планетарна проба, и анализатор Orbitrap, който предоставя данни за химичния състав на изследваните материали от висока резолюция.
„Orbitrap първоначално е създаден за търговска употреба“, обясни водещият изследовател Рикардо Аревало. - Можете да ги намерите в медицински и фармацевтични лаборатории. Този в собствената ми лаборатория тежи над 180 кг, така че е доста голям и ни отне 8 години, за да направим прототип, който може да се използва ефективно в космоса. Той е много по-малък и изисква по-малко ресурси."
Новото устройство на екипа намалява мащаба на оригиналния Orbitrap, като го комбинира с лазерна десорбционна масова спектрометрия (LDMS), технология, която все още не е използвана в извънземна планетарна среда. Инструментът има същите предимства като своите по-големи предшественици, но е опростен за изследване на космоса и анализ на място на планетарни материали.
Поради ниската си маса и минимални изисквания за мощност, той може да се съхранява и поддържа на борда на космически мисии, и анализ повърхността на планета или вещество ще стане по-малко натрапчива и по този начин много по-малко вероятно да замърси или повреди пробата. „Хубавото е, че всичко, което може да се йонизира, може да бъде анализирано. Ако насочим лазерен лъч към проба от лед, ще определим нейния състав и ще видим биосигнатури, каза Рикардо Аревало. – Този инструмент има висока разделителна способност и точност.
Лазерният компонент на мини версията на LDMS Orbitrap също позволява на изследователите достъп до по-големи и по-сложни съединения. По-малките органични съединения като аминокиселините, например, са двусмислени маркери на форми на живот. „Аминокиселините могат да бъдат произведени абиотично, което означава, че те не са непременно доказателство за живот. метеорити, много от които са богати на аминокиселини, биха могли да паднат на повърхността на планетата и да доставят абиотични органични вещества на повърхността, каза Аревало. "Лазерът ни позволява да изучаваме по-големи и по-сложни органични вещества, които могат да показват най-вероятните биосигнатури."
Минисистемата LDMS Orbitrap ще бъде полезна в бъдещи мисии, насочени към откриване на живот (напр. Енцелад Орбиландер), или в повърхностни изследвания месеца (програма НАСА Артемида). Учените се надяват да изпратят устройството си в космоса и да го разположат в съоръжението през следващите няколко години. „Виждам този прототип като предшественик на други бъдещи инструменти, базирани на LDMS и Orbitrap“, каза Аревало. „Нашият мини-инструмент Orbitrap LDMS има потенциала значително да подобри начина, по който изучаваме геохимията и астробиологията на планетарната повърхност.“
Също интересно: