우주 임무가 태양계 외부로 더 깊숙이 들어갈수록 작고 자원 효율적이며 정확한 분석 도구의 필요성이 더욱 중요해집니다. 특히 과학자들이 외계 생명체와 거주 가능한 행성이나 위성을 계속해서 찾고 있기 때문입니다.
메릴랜드 대학(University of Maryland)의 한 팀이 우주 미션의 요구에 특별히 맞춘 새로운 장비를 개발했습니다. NASA. 그들의 레이저 기반 소형 분석기는 훨씬 작지만 자원 효율적이며 행성 물질 샘플 및 잠재적인 생물학적 활동을 현장에서 분석하는 능력의 품질을 손상시키지 않습니다.
이 기기의 무게는 8kg 미만이며 생명의 징후를 감지하고 물질의 구성을 결정하는 두 가지 중요한 도구인 행성 샘플에서 소량의 물질을 제거하는 펄스 자외선 레이저와 Orbitrap 분석기의 물리적 축소 조합입니다. 고해상도에서 연구된 재료의 화학적 조성에 대한 데이터를 제공합니다.
"Orbitrap은 원래 상업적 용도로 제작되었습니다." 수석 연구원인 Ricardo Arevalo가 설명했습니다. - 의료 및 제약 실험실에서 찾을 수 있습니다. 내 연구실에 있는 것의 무게는 180kg이 넘으니 꽤 크고, 우주에서 효과적으로 사용할 수 있는 프로토타입을 만드는 데 8년이 걸렸다. 훨씬 작고 자원 집약도가 낮습니다."
팀의 새로운 장치는 외계 행성 환경에서 아직 사용되지 않은 기술인 LDMS(Laser Desorption Mass Spectrometry)와 결합하여 원래 Orbitrap을 축소합니다. 이 기기는 더 큰 이전 기기와 동일한 장점을 가지고 있지만 우주 탐사 및 행성 물질의 현장 분석을 위해 단순화되었습니다.
낮은 질량과 최소한의 전력 요구 사항으로 인해 우주 임무에 보관 및 유지 관리할 수 있습니다. 분석 행성이나 물질의 표면은 간섭이 적어 샘플을 오염시키거나 손상시킬 가능성이 훨씬 줄어듭니다. “좋은 점은 이온화될 수 있는 것은 무엇이든 분석할 수 있다는 것입니다. Ricardo Arevalo는 얼음 샘플에 레이저 빔을 비추면 구성을 결정하고 생체 신호를 볼 수 있다고 말했습니다. – 이 기기는 질량 분해능과 정확도가 높습니다.
LDMS Orbitrap 미니 버전의 레이저 구성요소를 통해 연구자들은 더 크고 복잡한 화합물에 접근할 수 있습니다. 예를 들어 아미노산과 같은 더 작은 유기 화합물은 생명체의 모호한 표지입니다. "아미노산은 비생물학적으로 생산될 수 있으며, 이는 반드시 생명의 증거가 아님을 의미합니다. 운석, 그 중 많은 아미노산이 풍부하면 행성 표면에 떨어져 비생물적 유기물을 표면에 전달할 수 있다고 Arevalo는 말했습니다. "레이저를 사용하면 가장 가능성이 높은 생체 특성을 표시할 수 있는 더 크고 복잡한 유기 물질을 연구할 수 있습니다."
LDMS Orbitrap 미니시스템은 생명 탐지를 목표로 하는 미래 임무(예: 엔셀라두스 Orbilander) 또는 표면 연구 개월 (프로그램 NASA 아르테미스). 과학자들은 장치를 우주로 보내고 향후 몇 년 내에 시설에 배치하기를 희망합니다. Arevalo는 "나는 이 프로토타입을 LDMS와 Orbitrap을 기반으로 하는 다른 미래 기기의 선구자로 보고 있습니다."라고 말했습니다. "당사의 Orbitrap LDMS 미니 기기는 행성 표면 지구화학 및 우주 생물학을 연구하는 방식을 크게 개선할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다."
또한 흥미로운: