Mali uređaj za traženje života na Marsu

Znanstvenici Sveučiliša u Marylandu (UMD) razvili su minijaturizirani analizator koji bi mogao revolucionirati način potrage za životom na dalekim mjesecima i planetima.

Kako svemirske misije zadiru sve dublje u vanjski Sunčev sustav, potreba za kompaktnijim, točnijim analitičkim alatima koji štede resurse postaje sve kritičnija, posebno dok se nastavlja potraga za izvanzemaljskim životom i nastanjivim planetima ili mjesecima.

Tim pod vodstvom Sveučilišta Maryland razvio je novi instrument posebno prilagođen potrebama NASA-inih svemirskih misija. Njihov mini laserski analizator težine od 8,6 kg znatno je manji i učinkovitiji od svojih prethodnika bez ugrožavanja kvalitete sposobnosti da analizira uzorke planetarnog materijala i potencijalnu biološku aktivnost na licu mjesta. Rad tima o ovom novom uređaju objavljen je u časopisu Nature Astronomy 16. siječnja 2023.

Instrument je fizički smanjena kombinacija dvaju važnih alata za otkrivanje znakova života i identificiranje sastava materijala, te sadrži pulsirajući ultraljubičasti laser koji uklanja male količine materijala s planetarnog uzorka i Orbitrap analizator (slika gore) koji isporučuje podatke visoke rezolucije o kemiji ispitivanih materijala.

"Orbitrap je izvorno izrađen za komercijalnu upotrebu", objasnio je Ricardo Arevalo, glavni autor rada i izvanredni profesor geologije na UMD-u. "Možete ga pronaći u laboratorijima farmaceutske, medicinske i proteomske industrije. Onaj u mom vlastitom laboratoriju težak je nešto manje od 200 kg, tako da su prilično veliki, a trebalo nam je osam godina da napravimo prototip koji bi se mogao učinkovito koristiti u svemiru, koji je znatno manji i zahtijeva manje resursa, ali još uvijek sposoban za sve zadaće u vrhunskoj znanosti".

Nova naprava smanjuje izvorni Orbitrap i uparuje ga s laserskom desorpcijskom masenom spektrometrijom (LDMS) — tehnikama koje se tek trebaju primijeniti u izvanzemaljskom planetarnom okruženju. Novi uređaj je prilagođen za istraživanje svemira i analizu planetarnog materijala na licu mjesta.

Zahvaljujući maloj masi i minimalnim zahtjevima za napajanjem, mini Orbitrap LDMS instrument može se lako prevoziti i održavati u svemirskim misijama. Analize planetarne površine ili tvari pomoću instrumenta također su daleko manje intruzivne i stoga je mnogo manje vjerojatno da će kontaminirati ili oštetiti uzorak u odnosu na mnoge postojeće metode koje pokušavaju identificirati nepoznate spojeve.

"Dobra stvar kod laserskog izvora je da se sve što se može ionizirati može analizirati. Ispalimo li našu lasersku zraku na uzorak leda, možemo karakterizirati sastav leda i vidjeti biopotpise u njemu," rekao je Arevalo. "Ovaj alat ima tako visoku masovnu rezoluciju i točnost da sve molekularne ili kemijske strukture u uzorku postaju puno prepoznatljivije."

Laserska komponenta mini LDMS Orbitrap također omogućuje istraživačima pristup većim, složenijim spojevima koji su vjerojatnije povezani s biologijom. Manji organski spojevi poput aminokiselina, na primjer, dvosmisleniji su potpisi oblika života.

"Aminokiseline se mogu proizvesti abiotički, što znači da nisu nužno dokaz života. Meteoriti, od kojih su mnogi puni aminokiselina, mogu se srušiti na površinu planeta i isporučiti abiotske organske tvari na površinu," rekao je Arevalo. "Sada znamo da je vjerojatnije da su veće i složenije molekule, poput proteina, stvorene od strane živih sustava ili su povezane s njima. Laser nam omogućuje proučavanje većih i složenijih organskih tvari koje mogu odražavati biopotpise veće vjernosti od manjih, jednostavnijih spojeva."

Za Arevala i njegov tim, mini LDMS Orbitrap će ponuditi prijeko potreban uvid i fleksibilnost za buduće pothvate u vanjski Sunčev sustav, kao što su misije usmjerene na ciljeve otkrivanja života (npr. Enceladus Orbilander) i istraživanje mjesečeve površine (npr. NASA-in program Artemis). Nadaju se da će poslati svoj uređaj u svemir i postaviti ga na planetarnu metu od interesa u sljedećih nekoliko godina.