Ko se vesoljske misije pomikajo globlje v zunanji sončni sistem, postaja potreba po kompaktnih, z viri učinkovitimi in natančnimi analitičnimi orodji vse bolj kritična. Še posebej, ker znanstveniki še naprej iščejo zunajzemeljsko življenje in naseljive planete ali lune.
Ekipa z Univerze v Marylandu je razvila nov instrument, posebej prilagojen potrebam vesoljskih misij NASA. Njihov laserski minianalizator je znatno manjši, vendar gospodaren z viri, ne da bi pri tem ogrozil kakovost njegove zmožnosti analiziranja vzorcev planetarnega materiala in potencialne biološke aktivnosti in situ.
Instrument tehta manj kot 8 kg in je fizično pomanjšana kombinacija dveh pomembnih orodij za zaznavanje znakov življenja in določanje sestave materialov: impulznega ultravijoličnega laserja, ki odstrani majhne količine materiala iz planetarnega vzorca, in analizatorja Orbitrap, ki zagotavlja podatke o kemijski sestavi proučevanih materialov iz visoke ločljivosti.
"Orbitrap je bil prvotno izdelan za komercialno uporabo," je pojasnil vodilni raziskovalec Ricardo Arevalo. - Najdete jih v medicinskih in farmacevtskih laboratorijih. Tisti v mojem lastnem laboratoriju tehta več kot 180 kg, zato je precej velik, in potrebovali smo 8 let, da smo izdelali prototip, ki bi ga lahko učinkovito uporabljali v vesolju. Je veliko manjši in zahteva manj virov."
Nova naprava ekipe zmanjša prvotni Orbitrap tako, da ga združi z lasersko desorpcijsko masno spektrometrijo (LDMS), tehnologijo, ki še ni bila uporabljena v nezemeljskem planetarnem okolju. Instrument ima enake prednosti kot njegovi večji predhodniki, vendar je poenostavljen za raziskovanje vesolja in analizo planetarnih materialov in situ.
Zaradi majhne mase in minimalnih potreb po energiji ga je mogoče shraniti in vzdrževati na krovu vesoljskih misij in analizo površina planeta ali snovi bo postala manj vsiljiva in zato je veliko manj verjetno, da bo kontaminirala ali poškodovala vzorec. »Dobra stvar je, da je mogoče analizirati vse, kar je mogoče ionizirati. Če usmerimo laserski žarek na vzorec ledu, bomo določili njegovo sestavo in videli biološke podpise, je dejal Ricardo Arevalo. – Ta instrument ima visoko masno ločljivost in natančnost.
Laserska komponenta mini različice LDMS Orbitrap raziskovalcem omogoča tudi dostop do večjih in kompleksnejših spojin. Manjše organske spojine, kot so na primer aminokisline, so dvoumni označevalci življenjskih oblik. "Aminokisline se lahko proizvajajo abiotično, kar pomeni, da niso nujno dokaz življenja. Meteoriti, od katerih so mnoge bogate z aminokislinami, bi lahko padle na površje planeta in na površje dostavile abiotske organske snovi, je dejal Arevalo. "Laser nam omogoča preučevanje večjih in bolj zapletenih organskih snovi, ki lahko prikažejo najverjetnejše biološke podpise."
Minisistem LDMS Orbitrap bo uporaben v prihodnjih misijah, namenjenih odkrivanju življenja (npr. Enkelad Orbilander) ali pri površinskih raziskavah mesecih (program NASA Artemis). Znanstveniki upajo, da bodo svojo napravo poslali v vesolje in jo namestili v objekt v naslednjih nekaj letih. "Ta prototip vidim kot predhodnika drugih prihodnjih instrumentov, ki temeljijo na LDMS in Orbitrap," je dejal Arevalo. "Naš mini instrument Orbitrap LDMS ima potencial, da bistveno izboljša način, kako proučujemo geokemijo in astrobiologijo planetarne površine."
Zanimivo tudi:
Pustite Odgovori