Saat misi luar angkasa bergerak lebih jauh ke luar tata surya, kebutuhan akan alat analitik yang ringkas, hemat sumber daya, dan akurat menjadi semakin penting. Apalagi para ilmuwan terus memburu kehidupan di luar bumi dan planet atau bulan yang bisa dihuni.
Sebuah tim dari University of Maryland telah mengembangkan instrumen baru yang dirancang khusus untuk kebutuhan misi luar angkasa NASA. Minianalyzer berbasis laser mereka secara signifikan lebih kecil, namun hemat sumber daya, tanpa mengorbankan kualitas kemampuannya untuk menganalisis sampel materi planet dan aktivitas biologis potensial di tempat.
Instrumen ini memiliki berat kurang dari 8 kg dan merupakan kombinasi dua alat penting yang direduksi secara fisik untuk mendeteksi tanda-tanda kehidupan dan menentukan komposisi material: laser ultraviolet berdenyut, yang menghilangkan sejumlah kecil material dari sampel planet, dan penganalisa Orbitrap, yang memberikan data tentang komposisi kimia bahan yang dipelajari dari resolusi tinggi.
"Orbitrap awalnya dibangun untuk penggunaan komersial," jelas peneliti utama Ricardo Arevalo. - Anda dapat menemukannya di laboratorium medis dan farmasi. Yang ada di lab saya sendiri berbobot lebih dari 180kg, jadi cukup besar, dan kami membutuhkan waktu 8 tahun untuk membuat prototipe yang dapat digunakan secara efektif di luar angkasa. Itu jauh lebih kecil dan kurang intensif sumber daya."
Perangkat baru tim menurunkan skala Orbitrap asli dengan menggabungkannya dengan Spektrometri Massa Desorpsi Laser (LDMS), sebuah teknologi yang belum digunakan di lingkungan planet ekstraterestrial. Instrumen ini memiliki keunggulan yang sama dengan pendahulunya yang lebih besar, tetapi disederhanakan untuk eksplorasi ruang angkasa dan analisis materi planet di tempat.
Karena massanya yang rendah dan kebutuhan daya yang minimal, ia dapat disimpan dan dipelihara dalam misi luar angkasa, dan analisis permukaan planet atau zat akan menjadi kurang mengganggu dan dengan demikian jauh lebih kecil kemungkinannya untuk mencemari atau merusak sampel. “Hal baiknya adalah apapun yang dapat terionisasi dapat dianalisis. Jika kita mengarahkan sinar laser ke sampel es, kita akan menentukan komposisinya dan melihat tanda biologisnya, kata Ricardo Arevalo. – Instrumen ini memiliki resolusi dan akurasi massa yang tinggi.
Komponen laser versi mini Orbitrap LDMS juga memungkinkan peneliti untuk mengakses senyawa yang lebih besar dan lebih kompleks. Senyawa organik yang lebih kecil seperti asam amino, misalnya, merupakan penanda ambigu bentuk kehidupan. “Asam amino dapat diproduksi secara abiotik, yang berarti belum tentu bukti kehidupan. Meteorit, banyak di antaranya kaya akan asam amino, dapat jatuh ke permukaan planet dan mengirimkan bahan organik abiotik ke permukaan, kata Arevalo. "Laser memungkinkan kita mempelajari zat organik yang lebih besar dan lebih kompleks yang dapat menampilkan tanda-tanda biologis yang paling mungkin."
Minisistem LDMS Orbitrap akan berguna dalam misi masa depan yang ditujukan untuk mendeteksi kehidupan (mis. Enceladus Orbilander), atau dalam penelitian permukaan bulan (program Artemis NASA). Para ilmuwan berharap untuk mengirim perangkat mereka ke luar angkasa dan menyebarkannya di fasilitas tersebut dalam beberapa tahun mendatang. “Saya melihat prototipe ini sebagai pendahulu instrumen masa depan lainnya berdasarkan LDMS dan Orbitrap,” kata Arevalo. "Instrumen mini LDMS Orbitrap kami memiliki potensi untuk secara signifikan meningkatkan cara kita mempelajari geokimia dan astrobiologi permukaan planet."
Juga menarik: