Миниатюрный лазерный прибор для поиска жизни на других планетах

Команда из Университета Мэриленда разработала новый компактный и эффективный инструмент для анализа планетарных материалов и поиска признаков биологической активности непосредственно на месте. Устройство описано в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy 16 января 2023 года.

Устройство и принцип работы

Прибор весом всего около 17 фунтов объединяет два ключевых инструмента:

1. Импульсный ультрафиолетовый лазер, который удаляет небольшие количества материала с образца.
2. Анализатор Orbitrap, который предоставляет высокодетальные данные о химическом составе исследуемых материалов.

Эта комбинация представляет собой миниатюризированную версию технологии лазерной десорбционной масс-спектрометрии (LDMS), адаптированную для использования в космических миссиях.

Преимущества для космических исследований

• Компактность и эффективность: Прототип значительно меньше (менее 400 фунтов у лабораторной версии) и менее ресурсоемкий, чем коммерческие аналоги Orbitrap, используемые в фармацевтике и медицине.
• Минимальное вмешательство: Анализ с помощью лазера менее инвазивен и снижает риск загрязнения или повреждения образца по сравнению с существующими методами.
• Высокая точность: Инструмент обладает высокой разрешающей способностью и точностью по массе, что позволяет идентифицировать молекулярные и химические структуры в образце.
• Широкий диапазон анализа: Лазерный источник может ионизировать и анализировать практически любой материал, включая лед, что важно для поиска биосигнатур.

Поиск достоверных признаков жизни

Ключевое преимущество лазерного компонента — возможность изучать крупные и сложные органические соединения, которые с большей вероятностью связаны с биологическими системами.

"Аминокислоты могут быть произведены абиотически... Мы знаем, что более крупные и сложные молекулы, такие как белки, с большей вероятностью были созданы или связаны с живыми системами. Лазер позволяет нам изучать более крупные и сложные органические вещества, которые могут отражать более достоверные биосигнатуры", — пояснил ведущий автор статьи Рикардо Арвало.

Перспективы применения

Инструмент предназначен для будущих миссий во внешнюю Солнечную систему, таких как:

• Поиск жизни (например, миссия Enceladus Orbilander).
• Исследование лунной поверхности (например, программа NASA Artemis).

Команда надеется отправить устройство в космос и развернуть его на интересующей планетарной цели в ближайшие несколько лет. Этот прототип рассматривается как перспективная основа для будущих инструментов на базе LDMS и Orbitrap для изучения геохимии и астробиологии планетарных поверхностей.