Ученые Мэрилендского университета создали новый прибор для будущих космических миссий НАСА, нацеленных на поиск внеземной жизни и пригодных для обитания планет. Он представляет собой лазерный мини-анализатор, которые более компактный и ресурсоэффективный, чем его предшественники. Подробное описание устройства представлено в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
Узнайте больше в полной версии ➞Прибор представляет собой комбинацию из двух инструментов, критически важных для поиска признаков жизни. Он состоит из импульсного ультрафиолетового лазера, который удаляет тонкий слой материала (толщиной 100 нанометров) из образца, и компактного аналога анализатора Orbitrap, позволяющего получать данные высокого разрешения о химическом составе вещества.
Ультрафиолетовый лазер с длиной волны 266 нанометров используется как компонент десорбционной масс-спектрометрии (LDMS), при которой происходит ионизация аналита (анализируемого вещества) с поверхности образца. LDMS позволяет проводить целенаправленный анализ минеральных фаз микрометрового масштаба, отдельных частиц пыли, микрофоссилий (микроскопических окаменелостей), тонкослоистых биологических тканей и отдельных слоев в кернах (пробах в виде цилиндрических столбиков).
Оригинальная версия масс-анализатора Orbitrap, разработанного для коммерческого использования, является громоздким устройством и весит около 180 килограмм. На создание уменьшенного прототипа потребовалось восемь лет. Прибор с гораздо меньшей вероятностью загрязнит или повредит образец, чем многие другие современные методы, используемые для идентификации неизвестных соединений. Он также с более высокой точностью способен идентифицировать сложные органические соединения, которые могут указывать на существование жизни. Напротив, легко обнаруживаемые аминокислоты, являющиеся компонентами белков, также возникают в результате абиотических процессов, поэтому не являются надежными биосигнатурами.
Специалисты надеются, что LDMS Orbitrap будет использован в таких будущих космических миссиях НАСА, как Enceladus Orbilander и лунная программа Artemis. Enceladus Orbilander предусматривает отбор проб водяных шлейфов Энцелада, ледяной луны Сатурна, а также спуск на поверхность спутника для поиска признаков внеземной жизни. Artemis — программа по исследование Луны, в рамках которой планируется новый пилотируемый полет спутник Земли.
В прошлом уже совершались попытки запустить космический аппарат с LDMS на борту. В 1988 году на борту Фобоса-2 был запущен дистанционный прибор LDMS под названием LIMA-D, однако связь с космическим кораблем была потеряна во время подлета к Фобосу. Поздняя версия LIMA-D, названная LAZMA 8, была позже запущена в 2011 году на борту миссии Фобос-Грунт, но из-за отказа двигателя космический корабль оказался на низкой околоземной орбите и сгорел в атмосфере.