Pe măsură ce misiunile spațiale se deplasează mai adânc în sistemul solar exterior, nevoia de instrumente analitice compacte, eficiente din punct de vedere al resurselor și precise devine mai critică. Mai ales că oamenii de știință continuă să vâneze viața extraterestră și planete sau luni locuibile.
O echipă de la Universitatea din Maryland a dezvoltat un nou instrument special adaptat nevoilor misiunilor spațiale NASA. Minianalizatorul lor bazat pe laser este semnificativ mai mic, dar eficient din punct de vedere al resurselor, fără a compromite calitatea capacității sale de a analiza mostre de material planetar și activitatea biologică potențială in situ.
Instrumentul cântărește mai puțin de 8 kg și este o combinație redusă fizic de două instrumente importante pentru detectarea semnelor de viață și determinarea compoziției materialelor: un laser cu ultraviolete în impulsuri, care îndepărtează cantități mici de material dintr-o probă planetară și analizorul Orbitrap, care furnizează date privind compoziţia chimică a materialelor studiate de la rezoluţie înaltă.
„Orbitrap a fost construit inițial pentru uz comercial”, a explicat cercetătorul principal Ricardo Arevalo. - Le puteti gasi in laboratoarele medicale si farmaceutice. Cel din propriul meu laborator cântărește peste 180 kg, deci este destul de mare și ne-a luat 8 ani pentru a realiza un prototip care ar putea fi folosit eficient în spațiu. Este mult mai mic și necesită mai puține resurse.”
Noul dispozitiv al echipei micșorează Orbitrap-ul original combinându-l cu spectrometria de masă cu desorbție cu laser (LDMS), o tehnologie care nu a fost încă folosită într-un mediu planetar extraterestre. Instrumentul are aceleași avantaje ca și predecesorii săi mai mari, dar este simplificat pentru explorarea spațiului și analiza in situ a materialelor planetare.
Datorită masei sale reduse și cerințelor minime de putere, poate fi depozitat și întreținut la bordul misiunilor spațiale și analiză suprafața unei planete sau a unei substanțe va deveni mai puțin intruzivă și, prin urmare, mult mai puțin probabil să contamineze sau să deterioreze proba. „Lucrul bun este că orice poate fi ionizat poate fi analizat. Dacă direcționăm un fascicul laser către o probă de gheață, vom determina compoziția acesteia și vom vedea biosemnăturile, a spus Ricardo Arevalo. – Acest instrument are o rezoluție mare și precizie în masă.
Componenta laser a versiunii mini a LDMS Orbitrap permite, de asemenea, cercetătorilor să acceseze compuși mai mari și mai complexi. Compușii organici mai mici, cum ar fi aminoacizii, de exemplu, sunt markeri ambigui ai formelor de viață. „Aminoacizii pot fi produși abiotic, ceea ce înseamnă că nu sunt neapărat dovada vieții. Meteoriți, dintre care multe sunt bogate în aminoacizi, ar putea cădea la suprafața planetei și ar putea livra substanțe organice abiotice la suprafață, a spus Arevalo. „Laserul ne permite să studiem substanțe organice mai mari și mai complexe care pot afișa cele mai probabile biosemnături”.
Minisistemul LDMS Orbitrap va fi util în viitoarele misiuni care vizează detectarea vieții (de ex. Enceladus Orbilander), sau în cercetarea de suprafață luni (program NASA Artemis). Oamenii de știință speră să-și trimită dispozitivul în spațiu și să-l instaleze la instalație în următorii câțiva ani. „Văd acest prototip ca un precursor al altor instrumente viitoare bazate pe LDMS și Orbitrap”, a spus Arevalo. „Mini-instrumentul nostru Orbitrap LDMS are potențialul de a îmbunătăți semnificativ modul în care studiem geochimia suprafeței planetare și astrobiologia.”
Interesant de asemenea: