Ahogy az űrmissziók egyre mélyebbre kerülnek a külső naprendszerbe, egyre kritikusabbá válik a kompakt, erőforrás-hatékony és pontos elemző eszközök iránti igény. Főleg, hogy a tudósok továbbra is földönkívüli életre és lakható bolygókra vagy holdakra vadásznak.
A Marylandi Egyetem csapata új, kifejezetten az űrmissziók igényeire szabott műszert fejlesztett ki NASA. Lézeralapú minianalizátoruk lényegesen kisebb, ugyanakkor erőforrás-hatékony, anélkül, hogy veszélyeztetné a bolygóanyag mintáinak és a potenciális biológiai aktivitás in situ elemzésének képességét.
A 8 kg-nál kisebb súlyú műszer két fontos, életjelek kimutatására és az anyagok összetételének meghatározására szolgáló eszköz fizikailag csökkentett kombinációja: egy pulzáló ultraibolya lézer, amely kis mennyiségű anyagot távolít el a bolygómintából, valamint az Orbitrap analizátor, amely nagy felbontásból szolgáltat adatokat a vizsgált anyagok kémiai összetételéről.
"Az Orbitrap eredetileg kereskedelmi használatra készült" - magyarázta Ricardo Arevalo vezető kutató. - Megtalálhatóak az orvosi és gyógyszerészeti laboratóriumokban. A saját laboromban lévő több mint 180 kg-ot nyom, tehát elég nagy, és 8 évbe telt, mire elkészítettünk egy prototípust, amelyet hatékonyan lehetne használni az űrben. Sokkal kisebb és kevésbé erőforrásigényes."
A csapat új eszköze lekicsinyíti az eredeti Orbitrap-et azáltal, hogy kombinálja a lézeres deszorpciós tömegspektrometriával (LDMS), egy olyan technológiával, amelyet még nem használtak földönkívüli bolygókörnyezetben. A műszer ugyanazokkal az előnyökkel rendelkezik, mint nagyobb elődei, de egyszerűsítették az űrkutatáshoz és a bolygóanyagok in situ elemzéséhez.
Alacsony tömegének és minimális energiaigényének köszönhetően tárolható és karbantartható űrküldetéseken, ill elemzés Egy bolygó vagy anyag felülete kevésbé lesz behatoló, és így sokkal kisebb valószínűséggel szennyezi vagy károsítja a mintát. „Az a jó, hogy bármit, ami ionizálható, elemezni lehet. Ha lézersugarat irányítunk egy jégmintára, meghatározzuk annak összetételét, és bioszignációkat látunk – mondta Ricardo Arevalo. – Ennek a műszernek nagy tömegfelbontása és pontossága van.
Az LDMS Orbitrap mini változatának lézeres komponense nagyobb és összetettebb vegyületek elérését is lehetővé teszi a kutatóknak. A kisebb szerves vegyületek, mint például az aminosavak, az életformák kétértelmű markerei. "Az aminosavak előállíthatók abiotikus úton, ami azt jelenti, hogy nem feltétlenül az élet bizonyítékai. Meteoritok, amelyek közül sok aminosavakban gazdag, a bolygó felszínére eshet, és abiotikus szerves anyagokat juttathat a felszínre, mondta Arevalo. "A lézer lehetővé teszi számunkra, hogy tanulmányozzuk a nagyobb és összetettebb szerves anyagokat, amelyek képesek megjeleníteni a legvalószínűbb biológiai jeleket."
Az LDMS Orbitrap minirendszer hasznos lesz a jövőbeli életfelderítési küldetésekben (pl. Enceladus Orbilander), vagy a felszínkutatásban hónapok (program NASA Artemis). A tudósok azt remélik, hogy az elkövetkező néhány éven belül eljuttatják készüléküket az űrbe, és telepíthetik a létesítményben. "Én ezt a prototípust más jövőbeli, LDMS-en és Orbitrap-on alapuló műszerek előfutárának tekintem" - mondta Arevalo. "Orbitrap LDMS mini-műszerünk jelentősen javíthatja a bolygófelszíni geokémiának és asztrobiológiának a tanulmányozását."
Szintén érdekes: