宇宙ミッションが太陽系外縁部の奥深くに移動するにつれて、コンパクトでリソース効率が高く、正確な分析ツールの必要性がますます重要になっています。 特に、科学者が地球外生命体や居住可能な惑星や月を探し続けているためです。
メリーランド大学のチームは、宇宙ミッションのニーズに合わせて特別に調整された新しい機器を開発しました 米航空宇宙局（NASA）. 彼らのレーザーベースのミニアナライザーは、惑星物質のサンプルとその場での潜在的な生物活動を分析する能力の品質を損なうことなく、大幅に小型化されていますが、資源効率が高いです。
この装置の重量は 8 kg 未満で、生命の兆候を検出し、物質の組成を決定するための つの重要なツールを物理的に縮小したものです。惑星サンプルから少量の物質を除去するパルス紫外線レーザーと、Orbitrap アナライザーです。高解像度から研究材料の化学組成に関するデータを提供します。
「Orbitrap はもともと商用目的で開発されたものです」と主任研究員の Ricardo Arevalo 氏は説明しています。 - 医療および製薬研究所で見つけることができます。 私の研究室のものは重さが180kgを超えるのでかなり大きく、宇宙で有効に使える試作品を作るのに8年かかりました。 それははるかに小さく、リソース集約的ではありません。」
チームの新しいデバイスは、地球外の惑星環境ではまだ使用されていない技術であるレーザー脱離質量分析 (LDMS) と組み合わせることで、元の Orbitrap を縮小します。 この装置には、以前のより大きな装置と同じ利点がありますが、宇宙探査と惑星物質のその場分析のために単純化されています。
質量が小さく、電力要件が最小限であるため、搭載スペースミッションで保管および維持できます。 分析 惑星または物質の表面は侵入しにくくなり、サンプルを汚染したり損傷したりする可能性がはるかに低くなります。 「良いことは、イオン化できるものは何でも分析できることです。 氷のサンプルにレーザー ビームを当てると、その組成を特定し、バイオシグネチャーを確認できると、Ricardo Arevalo 氏は述べています。 – この機器は、高い質量分解能と精度を備えています。
LDMS Orbitrap のミニ バージョンのレーザー コンポーネントにより、研究者はより大きく複雑な化合物にアクセスすることもできます。 たとえば、アミノ酸のような小さな有機化合物は、生命体のあいまいなマーカーです。 「アミノ酸は非生物的に生成されるため、必ずしも生命の証拠とは言えません。 隕石、その多くはアミノ酸が豊富で、地球の表面に落ちて、非生物的有機物を表面に届ける可能性がある. 「レーザーにより、最も可能性の高いバイオシグネチャーを示すことができる、より大きくより複雑な有機物質を研究することができます。」
LDMS Orbitrap ミニシステムは、生命の検出を目的とした将来のミッションで役立ちます (例: エンケラドス Orbilander)、または表面研究で 月 （プログラム NASAアルテミス）。 科学者たちは、デバイスを宇宙に送り、今後数年以内に施設に配備することを望んでいます。 「このプロトタイプは、LDMS と Orbitrap に基づく他の将来の機器の前身と考えています」と Arevalo 氏は述べています。 「私たちの Orbitrap LDMS ミニ装置は、惑星表面の地球化学と宇宙生物学の研究方法を大幅に改善する可能性を秘めています。」
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