ככל שמשימות החלל נעות עמוק יותר לתוך מערכת השמש החיצונית, הצורך בכלים אנליטיים קומפקטיים, חסכוניים במשאבים ומדויקים נעשה קריטי יותר. במיוחד מכיוון שמדענים ממשיכים לצוד חיים מחוץ לכדור הארץ וכוכבי לכת או ירחים ראויים למגורים.
צוות מאוניברסיטת מרילנד פיתח מכשיר חדש המותאם במיוחד לצרכים של משימות חלל נאס"א. המיני-אנליזר מבוסס הלייזר שלהם קטן משמעותית, אך חסכוני במשאבים, מבלי לפגוע באיכות היכולת שלו לנתח דגימות של חומר פלנטרי ופעילות ביולוגית פוטנציאלית באתר.
המכשיר שוקל פחות מ-8 ק"ג והוא שילוב מופחת פיזית של שני כלים חשובים לאיתור סימני חיים ולקביעת הרכב החומרים: לייזר אולטרה סגול פועם, המסיר כמויות קטנות של חומר מדגימה פלנטרית, והאנליז של Orbitrap, אשר מספקת נתונים על ההרכב הכימי של החומרים הנלמדים ברזולוציה גבוהה.
"Orbitrap נבנה במקור לשימוש מסחרי", הסביר החוקר הראשי Ricardo Arevalo. - ניתן למצוא אותם במעבדות רפואיות ותרופות. זה במעבדה שלי שוקל מעל 180 ק"ג, אז הוא די גדול, ולקח לנו 8 שנים ליצור אב טיפוס שניתן להשתמש בו ביעילות בחלל. זה הרבה יותר קטן ופחות דורש משאבים".
המכשיר החדש של הצוות מקטין את ה-Orbitrap המקורי על ידי שילובו עם Laser Desorption Mass Spectrometry (LDMS), טכנולוגיה שעדיין לא נעשה בה שימוש בסביבה פלנטרית מחוץ לכדור הארץ. למכשיר יש את אותם יתרונות כמו קודמיו הגדולים יותר, אך הוא פשוט לחקר החלל וניתוח במקום של חומרים פלנטריים.
בשל המסה הנמוכה שלו ודרישות ההספק המינימליות שלו, ניתן לאחסן ולתחזק אותו במשימות חלל, וכן אָנָלִיזָה פני השטח של כוכב לכת או חומר יהפכו פחות פולשניים ובכך הרבה פחות סיכוי לזהם או לפגוע בדגימה. "הדבר הטוב הוא שכל דבר שניתן ליינן ניתן לניתוח. אם נכוון קרן לייזר לדגימת קרח, נקבע את הרכבה ונראה חתימות ביולוגיות, אמר ריקרדו ארבלו. - למכשיר זה יש רזולוציית מסה גבוהה ודיוק.
רכיב הלייזר בגרסת המיני של ה-LDMS Orbitrap מאפשר לחוקרים גם לגשת לתרכובות גדולות ומורכבות יותר. תרכובות אורגניות קטנות יותר כמו חומצות אמינו, למשל, הן סמנים מעורפלים של צורות חיים. "אפשר לייצר חומצות אמינו באופן אביוטי, מה שאומר שהן לא בהכרח הוכחה לחיים. מטאוריטים, שרבים מהם עשירים בחומצות אמינו, עלולים ליפול אל פני השטח של כדור הארץ ולהעביר חומרים אורגניים אביוטיים אל פני השטח, אמר ארוואלו. "הלייזר מאפשר לנו לחקור חומרים אורגניים גדולים ומורכבים יותר שיכולים להציג את החתימות הביולוגיות הסבירות ביותר".
המיני-סיסטם LDMS Orbitrap יהיה שימושי במשימות עתידיות שמטרתן זיהוי חיים (למשל. אנסלדוס אורבילנדר), או במחקר פני השטח חודשים (תכנית נאס"א ארטמיס). המדענים מקווים לשלוח את המכשיר שלהם לחלל ולפרוס אותו במתקן במהלך השנים הקרובות. "אני רואה את אב הטיפוס הזה כמבשר למכשירים עתידיים אחרים המבוססים על LDMS ו-Orbitrap", אמר ארבלו. "המכשיר המיני של Orbitrap LDMS שלנו הוא בעל פוטנציאל לשפר באופן משמעותי את הדרך שבה אנו לומדים גיאוכימיה ואסטרוביולוגיה של פני השטח הפלנטריים."
מעניין גם: