Habang lumalalim ang mga misyon sa kalawakan sa panlabas na solar system, nagiging mas kritikal ang pangangailangan para sa compact, resource-efficient, at tumpak na analytical tool. Lalo na dahil ang mga siyentipiko ay patuloy na naghahanap ng extraterrestrial na buhay at matitirahan na mga planeta o buwan.
Ang isang koponan mula sa Unibersidad ng Maryland ay bumuo ng isang bagong instrumento na partikular na iniakma sa mga pangangailangan ng mga misyon sa kalawakan NASA. Ang kanilang minianalyzer na nakabatay sa laser ay makabuluhang mas maliit, ngunit mahusay sa mapagkukunan, nang hindi nakompromiso ang kalidad ng kakayahang pag-aralan ang mga sample ng planetary material at potensyal na biological na aktibidad sa situ.
Ang instrumento ay tumitimbang ng mas mababa sa 8 kg at isang pisikal na pinababang kumbinasyon ng dalawang mahalagang tool para sa pag-detect ng mga palatandaan ng buhay at pagtukoy sa komposisyon ng mga materyales: isang pulsed ultraviolet laser, na nag-aalis ng maliit na halaga ng materyal mula sa isang planetary sample, at ang Orbitrap analyzer, na naghahatid ng data sa kemikal na komposisyon ng mga pinag-aralan na materyales mula sa mataas na resolusyon.
"Orbitrap ay orihinal na binuo para sa komersyal na paggamit," paliwanag ng lead researcher Ricardo Arevalo. - Maaari mong mahanap ang mga ito sa mga medikal at parmasyutiko na laboratoryo. Ang isa sa aking sariling lab ay tumitimbang ng higit sa 180kg, kaya medyo malaki ito, at inabot kami ng 8 taon upang makagawa ng isang prototype na maaaring magamit nang epektibo sa kalawakan. Ito ay mas maliit at hindi gaanong mapagkukunan-intensive."
Pinababa ng bagong device ng team ang orihinal na Orbitrap sa pamamagitan ng pagsasama nito sa Laser Desorption Mass Spectrometry (LDMS), isang teknolohiya na hindi pa ginagamit sa isang extraterrestrial na planetaryong kapaligiran. Ang instrumento ay may parehong mga pakinabang tulad ng mas malalaking nauna nito, ngunit pinasimple para sa paggalugad sa kalawakan at in-situ na pagsusuri ng mga planetary material.
Dahil sa mababang masa at minimal na kinakailangan sa kuryente, maaari itong maimbak at mapanatili sa mga misyon sa kalawakan, at pagsusuri ibabaw ng isang planeta o substance ay magiging hindi gaanong mapanghimasok at sa gayon ay mas mababa ang posibilidad na mahawahan o makapinsala sa sample. "Ang magandang bagay ay ang anumang bagay na maaaring ionized ay maaaring masuri. Kung ididirekta namin ang isang laser beam sa isang sample ng yelo, tutukuyin namin ang komposisyon nito at makikita ang mga biosignature, sabi ni Ricardo Arevalo. – Ang instrumentong ito ay may mataas na mass resolution at katumpakan.
Ang bahagi ng laser ng mini na bersyon ng LDMS Orbitrap ay nagpapahintulot din sa mga mananaliksik na ma-access ang mas malaki at mas kumplikadong mga compound. Ang mga maliliit na organikong compound tulad ng mga amino acid, halimbawa, ay hindi maliwanag na mga marker ng mga anyo ng buhay. "Ang mga amino acid ay maaaring gawin nang abiotic, na nangangahulugang hindi sila kinakailangang patunay ng buhay. Mga meteorite, marami sa mga ito ay mayaman sa amino acids, ay maaaring mahulog sa ibabaw ng planeta at maghatid ng mga abiotic na organiko sa ibabaw, sinabi ni Arevalo. "Ang laser ay nagpapahintulot sa amin na pag-aralan ang mas malaki at mas kumplikadong mga organikong sangkap na maaaring magpakita ng pinaka-malamang na mga biosignature."
Ang LDMS Orbitrap minisystem ay magiging kapaki-pakinabang sa hinaharap na mga misyon na naglalayong tuklasin ang buhay (hal. Enceladus Orbilander), o sa pananaliksik sa ibabaw buwan (programa NASA Artemis). Inaasahan ng mga siyentipiko na ipadala ang kanilang device sa kalawakan at i-deploy ito sa pasilidad sa loob ng susunod na ilang taon. "Nakikita ko ang prototype na ito bilang isang precursor sa iba pang mga instrumento sa hinaharap batay sa LDMS at Orbitrap," sabi ni Arevalo. "Ang aming Orbitrap LDMS mini-instrument ay may potensyal na makabuluhang mapabuti ang paraan ng aming pag-aaral ng planetary surface geochemistry at astrobiology."
Kawili-wili din: