Kosmosa misijām virzoties dziļāk ārējā Saules sistēmā, nepieciešamība pēc kompaktiem, resursefektīviem un precīziem analītiskiem instrumentiem kļūst arvien svarīgāka. Jo īpaši tāpēc, ka zinātnieki turpina medīt ārpuszemes dzīvību un apdzīvojamas planētas vai pavadoņus.
Merilendas Universitātes komanda ir izstrādājusi jaunu instrumentu, kas īpaši pielāgots kosmosa misiju vajadzībām NASA. Viņu lāzera bāzes minianalizators ir ievērojami mazāks, tomēr resursefektīvs, neapdraudot tā spējas analizēt planētu materiāla paraugus un iespējamo bioloģisko aktivitāti in situ.
Instruments sver mazāk par 8 kg un ir fiziski samazināta divu svarīgu rīku kombinācija dzīvības pazīmju noteikšanai un materiālu sastāva noteikšanai: impulsa ultravioletais lāzers, kas no planētas parauga noņem nelielu daudzumu materiāla, un Orbitrap analizators, kas nodrošina datus par pētāmo materiālu ķīmisko sastāvu no augstas izšķirtspējas.
"Orbitrap sākotnēji tika būvēts komerciālai lietošanai," skaidroja vadošais pētnieks Rikardo Arevalo. - Tos var atrast medicīnas un farmācijas laboratorijās. Manā laboratorijā esošais sver vairāk nekā 180 kg, tāpēc tas ir diezgan liels, un mums bija nepieciešami 8 gadi, lai izveidotu prototipu, ko varētu efektīvi izmantot kosmosā. Tas ir daudz mazāks un mazāk resursietilpīgs."
Komandas jaunā ierīce samazina sākotnējo Orbitrap, apvienojot to ar lāzera desorbcijas masas spektrometriju (LDMS), tehnoloģiju, kas vēl nav izmantota ārpuszemes planētu vidē. Instrumentam ir tādas pašas priekšrocības kā lielākajiem priekšgājējiem, taču tas ir vienkāršots kosmosa izpētei un planētu materiālu analīzei in situ.
Pateicoties tā mazajai masai un minimālajām jaudas prasībām, to var uzglabāt un uzturēt kosmosa misijās un analīze planētas vai vielas virsma kļūs mazāk traucējoša un tādējādi daudz mazāka iespēja piesārņot vai sabojāt paraugu. "Labā lieta ir tā, ka var analizēt visu, ko var jonizēt. Ja mēs novirzīsim lāzera staru uz ledus paraugu, mēs noteiksim tā sastāvu un redzēsim biosignatūras, sacīja Rikardo Arevalo. – Šim instrumentam ir augsta masas izšķirtspēja un precizitāte.
LDMS Orbitrap mini versijas lāzera komponents arī ļauj pētniekiem piekļūt lielākiem un sarežģītākiem savienojumiem. Mazāki organiskie savienojumi, piemēram, aminoskābes, ir neviennozīmīgi dzīvības formu marķieri. "Aminoskābes var ražot abiotiski, kas nozīmē, ka tās ne vienmēr ir dzīvības pierādījums. Meteorīti, daudzas no kurām ir bagātas ar aminoskābēm, varētu nokrist uz planētas virsmas un nogādāt virspusē abiotiskas organiskās vielas, sacīja Arevalo. "Lāzers ļauj mums izpētīt lielākas un sarežģītākas organiskās vielas, kas var parādīt visticamākos biosignatūras."
LDMS Orbitrap minisistēma būs noderīga turpmākajās misijās, kuru mērķis ir atklāt dzīvību (piem. Encelads Orbilander), vai virsmas izpētē mēnešus (programma NASA Artēmijs). Zinātnieki cer nosūtīt savu ierīci kosmosā un izvietot to tuvāko gadu laikā. "Es redzu šo prototipu kā priekšteci citiem nākotnes instrumentiem, kuru pamatā ir LDMS un Orbitrap," sacīja Arevalo. "Mūsu Orbitrap LDMS miniinstrumentam ir potenciāls būtiski uzlabot veidu, kā mēs pētām planētu virsmas ģeoķīmiju un astrobioloģiju."
Interesanti arī: