Man mano che le missioni spaziali si spostano più in profondità nel sistema solare esterno, la necessità di strumenti analitici compatti, efficienti in termini di risorse e accurati diventa più critica. Tanto più che gli scienziati continuano a cacciare la vita extraterrestre e pianeti o lune abitabili.
Un team dell'Università del Maryland ha sviluppato un nuovo strumento specificamente adattato alle esigenze delle missioni spaziali NASA. Il loro minianalizzatore basato su laser è significativamente più piccolo, ma efficiente in termini di risorse, senza compromettere la qualità della sua capacità di analizzare campioni di materiale planetario e la potenziale attività biologica in situ.
Lo strumento pesa meno di 8 kg ed è una combinazione fisicamente ridotta di due strumenti importanti per rilevare segni di vita e determinare la composizione dei materiali: un laser ultravioletto pulsato, che rimuove piccole quantità di materiale da un campione planetario, e l'analizzatore Orbitrap, che fornisce dati sulla composizione chimica dei materiali studiati ad alta risoluzione.
"Orbitrap è stato originariamente costruito per uso commerciale", ha spiegato il ricercatore capo Ricardo Arevalo. - Li puoi trovare nei laboratori medici e farmaceutici. Quello nel mio laboratorio pesa più di 180 kg, quindi è piuttosto grande, e ci sono voluti 8 anni per realizzare un prototipo che potesse essere utilizzato efficacemente nello spazio. È molto più piccolo e meno dispendioso in termini di risorse".
Il nuovo dispositivo del team ridimensiona l'Orbitrap originale combinandolo con la spettrometria di massa a desorbimento laser (LDMS), una tecnologia che non è stata ancora utilizzata in un ambiente planetario extraterrestre. Lo strumento ha gli stessi vantaggi dei suoi predecessori più grandi, ma è semplificato per l'esplorazione dello spazio e l'analisi in situ dei materiali planetari.
Grazie alla sua massa ridotta e ai requisiti minimi di alimentazione, può essere immagazzinato e mantenuto a bordo di missioni spaziali e analisi superficie di un pianeta o di una sostanza diventerà meno invadente e quindi molto meno probabile che contamini o danneggi il campione. “La cosa buona è che tutto ciò che può essere ionizzato può essere analizzato. Se dirigiamo un raggio laser su un campione di ghiaccio, ne determineremo la composizione e vedremo le firme biologiche, ha affermato Ricardo Arevalo. – Questo strumento ha un'elevata risoluzione di massa e precisione.
Il componente laser della versione mini dell'LDMS Orbitrap consente inoltre ai ricercatori di accedere a composti più grandi e complessi. Composti organici più piccoli come gli amminoacidi, ad esempio, sono marcatori ambigui di forme di vita. "Gli aminoacidi possono essere prodotti abioticamente, il che significa che non sono necessariamente una prova di vita. Meteoriti, molti dei quali sono ricchi di amminoacidi, potrebbero cadere sulla superficie del pianeta e trasportare sostanze organiche abiotiche in superficie, ha detto Arevalo. "Il laser ci consente di studiare sostanze organiche più grandi e complesse che possono mostrare le firme biologiche più probabili".
Il minisistema LDMS Orbitrap sarà utile nelle future missioni volte a rilevare la vita (ad es. Encelado Orbilander), o nella ricerca di superficie mesi (programma Artemide della NASA). Gli scienziati sperano di inviare il loro dispositivo nello spazio e di dispiegarlo presso la struttura entro i prossimi anni. "Vedo questo prototipo come un precursore di altri strumenti futuri basati su LDMS e Orbitrap", ha affermato Arevalo. "Il nostro mini-strumento Orbitrap LDMS ha il potenziale per migliorare significativamente il modo in cui studiamo la geochimica e l'astrobiologia della superficie planetaria."
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