Alors que les missions spatiales plongent additionally profondément dans le système solaire externe, le besoin d’outils analytiques additionally compacts, économes en ressources et précis est devenu de additionally en in addition critique, d’autant furthermore que la chasse à la vie extraterrestre et aux planètes ou lunes habitables se poursuit.
Une équipe dirigée par l’Université du Maryland a développé un nouvel instrument spécialement adapté aux besoins des missions spatiales de la NASA. Leur mini analyseur à resource laser est nettement in addition petit et as well as économe en ressources que ses prédécesseurs, sans compromettre la qualité de sa capacité à analyser des échantillons de matériaux planétaires et une activité biologique potentielle sur site. L’article de l’équipe sur ce nouvel appareil a été publié dans la revue Character Astronomy le 16 janvier 2023.
Pesant seulement approximativement 17 livres, l’instrument est une combinaison physiquement réduite de deux outils importants pour détecter les signes de vie et identifier les compositions de matériaux : un laser ultraviolet pulsé qui élimine de petites quantités de matériau d’un échantillon planétaire et un analyseur OrbitrapTM qui délivre des données à haute résolution sur la chimie des matériaux examinés.
“L’Orbitrap a été construit à l’origine pour un utilization professional”, a expliqué Ricardo Arevalo, auteur principal de l’article et professeur agrégé de géologie à l’UMD. “Vous pouvez les trouver dans les laboratoires des industries pharmaceutiques, médicales et protéomiques. Celui de mon propre laboratoire pèse un peu moins de 400 livres, donc ils sont assez gros, et il nous a fallu huit ans pour fabriquer un prototype qui pourrait être utilisé efficacement. dans l’espace – beaucoup plus petit et moins gourmand en ressources, mais toujours able d’une science de pointe.”
Le nouveau gadget de l’équipe réduit l’Orbitrap original tout en l’associant à la spectrométrie de masse à désorption laser (LDMS) – des approaches qui n’ont pas encore été appliquées dans un environnement planétaire extraterrestre. Le nouvel appareil offre les mêmes avantages que ses prédécesseurs as well as grands, mais est rationalisé pour l’exploration spatiale et l’analyse des matériaux planétaires sur site, selon Arevalo.
Grâce à sa masse réduite et à ses exigences de puissance minimales, le mini instrument Orbitrap LDMS peut être facilement rangé et entretenu sur les charges utiles des missions spatiales. Les analyses de l’instrument d’une surface area ou d’une compound planétaire sont également beaucoup moins intrusives et donc beaucoup moins susceptibles de contaminer ou d’endommager un échantillon que de nombreuses méthodes actuelles qui tentent d’identifier des composés inconnus.
“La bonne chose à propos d’une resource laser est que tout ce qui peut être ionisé peut être analysé. Si nous lançons notre faisceau laser sur un échantillon de glace, nous devrions être en mesure de caractériser la composition de la glace et d’y voir des biosignatures”, a déclaré Arevalo.. “Cet outil a une résolution et une précision de masse si élevées que toutes les buildings moléculaires ou chimiques d’un échantillon deviennent beaucoup plus identifiables.”
Le composant laser du mini LDMS Orbitrap permet également aux chercheurs d’accéder à des composés moreover grands et in addition complexes qui sont as well as susceptibles d’être associés à la biologie. Les composés organiques moreover petits comme les acides aminés, par exemple, sont des signatures additionally ambiguës des formes de vie.
“Les acides aminés peuvent être produits de manière abiotique, ce qui signifie qu’ils ne sont pas nécessairement une preuve de vie. Les météorites, dont beaucoup regorgent d’acides aminés, peuvent s’écraser sur la area d’une planète et y déposer des matières organiques abiotiques”, a déclaré Arevalo. « Nous savons maintenant que des molécules moreover grosses et plus complexes, comme les protéines, sont additionally susceptibles d’avoir été créées par ou associées à des systèmes vivants. Le laser nous permet d’étudier des composés organiques as well as gros et furthermore complexes qui peuvent refléter des biosignatures additionally fidèles que des composés as well as petits et as well as simples. ”
Pour Arevalo et son équipe, le mini LDMS Orbitrap offrira un aperçu et une flexibilité indispensables pour de futures aventures dans le système solaire externe, telles que des missions axées sur des objectifs de détection de la vie (par exemple, Encelade Orbilander) et l’exploration de la surface area lunaire (par exemple, le programme Artemis de la NASA). Ils espèrent envoyer leur appareil dans l’espace et le déployer sur une cible planétaire d’intérêt dans les prochaines années.
“Je considère ce prototype comme un pionnier pour d’autres futurs instruments basés sur LDMS et Orbitrap”, a déclaré Arevalo. “Notre mini instrument Orbitrap LDMS a le potentiel d’améliorer considérablement la façon dont nous étudions actuellement la géochimie ou l’astrobiologie d’une floor planétaire.”
Les autres chercheurs affiliés à l’UMD de l’équipe comprennent les étudiants diplômés en géologie Lori Willhite et Ziqin “Grace” Ni, les associés postdoctoraux en géologie Anais Bardyn et Soumya Ray, et l’ingénieur de recherche associé invité en astronomie Adrian Southard.
Cette étude a été soutenue par la NASA (Award Nos. 80NSSC19K0610, 80NSSC19K0768, 80GSFC21M0002), NASA Goddard Place Flight Middle Inside Investigate Enhancement (IRAD) et le College of Maryland College Incentive System.