Астробіологічний лазер «приєднується» до пошуку життя на Марсі

Зменшена версія приладу, який може виявляти органічні сполуки за допомогою лазера та мас-спектрометра, одного дня може літати в місіях на Марс та інші потенційно придатні для життя світи Сонячної системи. Прилад використовує метод, який називається лазерною десорбційною мас-спектрометрією (LDMS), і поєднує імпульсний ультрафіолетовий лазер з аналізатором під назвою Orbitrap. Він працює за допомогою лазера для випаровування крихітної кількості матеріалу зі зразка, скажімо, каменю. Це призводить до вивільнення молекул із зразка (це «десорбція», протилежність поглинанню), і звільнені молекули потім іонізуються без руйнування самих молекул. 

Їхній склад згодом аналізується за допомогою Orbitrap, який працює, захоплюючи тепер іонізовані молекули на орбітах навколо електрода. Електричний сигнал від іонізованих молекул (бувши іонізованими, вони мають електричний заряд) можна потім перетворити на мас-спектр, повідомляючи вченим ідентичність молекул.

«Ви можете знайти їх у лабораторіях фармацевтичної, медичної та протеомічної [вивчення білків] промисловості», — Рікардо Аревало, доцент кафедри геології Університету Меріленда та провідний автор нового дослідження, що описує менший, більш портативний прототип. версії технології, йдеться в повідомленні. 

LDMS і Orbitrap особливо чутливі до органічних молекул, включаючи будівельні блоки життя, такі як білки та амінокислоти. Таким чином, прилад стане потужним інструментом для місій на інші планети, такі як Марс, де марсоходи NASA Curiosity та Perseverance зараз досліджують хімічний склад поверхні. Однак такий інструмент ніколи не використовувався в міжпланетній місії через одну серйозну складність, яка полягає в тому, що LDMS і Orbitrap зазвичай є важким шматком техніки, яка використовується переважно для комерційного використання.

«Прототип у моїй власній лабораторії важить трохи менше ніж 400 фунтів [181 кілограм], тому вони досить великі, і нам знадобилося вісім років, щоб створити прототип, який можна було б ефективно використовувати в космосі — значно менший і менш ресурсомісткий, але все ще здатний до передової науки», – додав Аревало.

Новий прототип важить лише 17 фунтів (7,7 кг) в умовах земного тяжіння, а його компактність і легкість означає, що його можна використовувати в космічних місіях, де маса має значення для зниження витрат. Ще одна перевага технології полягає в тому, що вона менша ймовірність пошкодити або забруднити зразок, ніж інші методи детальної мас-спектрометрії. Він також надзвичайно універсальний, кажуть його дизайнери.

«Лазерне джерело добре в тому, що все, що можна іонізувати, можна проаналізувати», — сказав Аревало. Наприклад, інструмент однаково добре працює як на силікатних породах, так і на льоду, а це означає, що його можна буде використовувати в майбутніх місіях посадкових апаратів до крижаних супутників зовнішніх планет, таких як запропонована місія Орбіландера до супутника Сатурна Енцелад, а також на місії на Місяць Землі або Марс.