À medida que as missões espaciais se aprofundam no sistema solar exterior, a necessidade de ferramentas analíticas precisas, compactas e com eficiência de recursos torna-se mais crítica. Especialmente porque os cientistas continuam a caçar vida extraterrestre e planetas ou luas habitáveis.
Uma equipe da Universidade de Maryland desenvolveu um novo instrumento especificamente adaptado às necessidades das missões espaciais NASA. Seu minianalisador baseado em laser é significativamente menor, mas eficiente em termos de recursos, sem comprometer a qualidade de sua capacidade de analisar amostras de material planetário e atividade biológica potencial in situ.
O instrumento pesa menos de 8 kg e é uma combinação fisicamente reduzida de duas ferramentas importantes para detectar sinais de vida e determinar a composição de materiais: um laser ultravioleta pulsado, que remove pequenas quantidades de material de uma amostra planetária, e o analisador Orbitrap, que fornece dados sobre a composição química dos materiais estudados de alta resolução.
"O Orbitrap foi originalmente construído para uso comercial", explicou o pesquisador principal Ricardo Arevalo. - Você pode encontrá-los em laboratórios médicos e farmacêuticos. O do meu próprio laboratório pesa mais de 180 kg, então é bem grande, e levamos 8 anos para fazer um protótipo que pudesse ser usado efetivamente no espaço. É muito menor e consome menos recursos."
O novo dispositivo da equipe reduz o Orbitrap original combinando-o com a Espectrometria de Massa por Dessorção a Laser (LDMS), uma tecnologia que ainda não foi usada em um ambiente planetário extraterrestre. O instrumento tem as mesmas vantagens de seus antecessores maiores, mas é simplificado para exploração espacial e análise in situ de materiais planetários.
Devido à sua baixa massa e requisitos mínimos de energia, pode ser armazenado e mantido a bordo de missões espaciais e análise A superfície de um planeta ou substância se tornará menos intrusiva e, portanto, muito menos propensa a contaminar ou danificar a amostra. “O bom é que tudo o que pode ser ionizado pode ser analisado. Se direcionarmos um feixe de laser para uma amostra de gelo, determinaremos sua composição e veremos bioassinaturas, disse Ricardo Arevalo. – Este instrumento tem alta resolução e precisão de massa.
O componente laser da mini versão do LDMS Orbitrap também permite que os pesquisadores acessem compostos maiores e mais complexos. Compostos orgânicos menores, como aminoácidos, por exemplo, são marcadores ambíguos de formas de vida. "Os aminoácidos podem ser produzidos abioticamente, o que significa que não são necessariamente prova de vida. meteoritos, muitos dos quais são ricos em aminoácidos, podem cair na superfície do planeta e liberar orgânicos abióticos para a superfície, disse Arevalo. “O laser nos permite estudar substâncias orgânicas maiores e mais complexas que podem exibir as bioassinaturas mais prováveis”.
O minisistema LDMS Orbitrap será útil em futuras missões destinadas a detectar vida (por exemplo, Enceladus Orbilander), ou em pesquisa de superfície meses (programa Artemis da NASA). Os cientistas esperam enviar seu dispositivo ao espaço e implantá-lo nas instalações nos próximos anos. “Vejo este protótipo como um precursor de outros instrumentos futuros baseados em LDMS e Orbitrap”, disse Arevalo. "Nosso mini-instrumento Orbitrap LDMS tem o potencial de melhorar significativamente a maneira como estudamos a geoquímica e a astrobiologia da superfície planetária."
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