Nyt instrument kunne søge efter signaturer af liv på Mars

En sanseteknik, som det amerikanske militær i øjeblikket bruger til at fjernovervåge luften for at opdage potentielt livstruende kemikalier, toksiner, og patogener har inspireret et nyt instrument, der kunne "snuse" efter liv på Mars og andre mål i solsystemet - Bio-Indicator Lidar Instrument, eller BILI.

Branimir Blagojevic, en NASA-teknolog ved Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, tidligere arbejdet for et firma, der udviklede sensoren. Han har anvendt teknologien til at skabe en instrumentprototype, beviser i test, at den samme fjernmålingsteknologi, der bruges til at identificere biofarer på offentlige steder, også kunne være effektiv til at opdage organiske biosignaturer på Mars.

BILI er en fluorescens-baseret lidar, en type fjernmålingsinstrument, der ligner radar i princippet og driften. I stedet for at bruge radiobølger, imidlertid, lidar-instrumenter bruger lys til at detektere og i sidste ende analysere sammensætningen af ​​partikler i atmosfæren.

Selvom NASA har brugt fluorescensinstrumenter til at detektere kemikalier i Jordens atmosfære som en del af sin forskning i klimastudier, agenturet har hidtil ikke brugt teknikken i planetariske undersøgelser. "NASA har aldrig brugt det før til planetarisk jordoverfladeudforskning. Hvis agenturet udvikler det, det vil være den første af sin slags, " sagde Blagojevic.

En Rovers 'Sense of Smell'

Som et planetarisk udforskningsværktøj, Blagojevic og hans team, Goddard-forskerne Melissa Trainer og Alexander Pavlov, forestille sig BILI som primært "en rovers lugtesans."

Placeret på en rovermast, BILI ville først scanne terrænet på udkig efter støvfaner. Når først de er opdaget, instrumentet, derefter ville kommandere sine to ultraviolette lasere til at pulsere lys mod støvet. Belysningen ville få partiklerne inde i disse støvskyer til at resonere eller fluorescere. Ved at analysere fluorescensen, videnskabsmænd kunne afgøre, om støvet indeholdt organiske partikler, der er skabt relativt for nylig eller tidligere. Dataene ville også afsløre partiklernes størrelse.

"Hvis biosignaturerne er der, det kunne opdages i støvet, " sagde Blagojevic

BILI's skønhed

Skønheden ved BILI, Blagojevic tilføjede, er dens evne til i realtid at detektere små niveauer af komplekse organiske materialer fra en afstand på flere hundrede meter. Derfor, den kunne autonomt søge efter biosignaturer i faner over tilbagevendende skråninger - områder, der ikke let krydses af en rover, der bærer en række in-situ instrumenter til detaljeret kemisk og biologisk analyse. Desuden, fordi den kunne lave en aerosolanalyse på jordniveau på afstand, BILI reducerer risikoen for prøvekontaminering, der kan skævvride resultaterne.

"Dette gør vores instrument til et fremragende komplementært instrument til organisk detektering, som vi kunne bruge sammen med mere følsomme, punktsensor-type massespektrometre, der kun kan måle en lille mængde materiale på én gang, " sagde Blagojevic. "BILIs målinger kræver ikke andre forbrugsstoffer end elektrisk strøm og kan udføres hurtigt over et bredt område. Dette er et undersøgelsesinstrument, med en næse for visse molekyler."

Med et sådant værktøj, som også kunne installeres på et kredsende rumfartøj, NASA kunne dramatisk øge sandsynligheden for at finde biosignaturer i solsystemet, han tilføjede. "Vi er klar til at integrere og teste dette nye instrument, som ville være i stand til at detektere en række organiske biosignaturer, " sagde Blagojevic. "Vores mål er at øge sandsynligheden for deres opdagelse."

Lang arv

Blagojevic håber at fremme BILI yderligere ved at robuste designet, reducere dens størrelse, og bekræfter, at den kan detektere små koncentrationer af en bred vifte af organiske molekyler, især i aerosoler, der ville blive fundet ved jordoverfladen på Mars.

"Denne sanseteknik er et produkt af to årtiers forskning, " sagde Blagojevic, med henvisning til teknologien skabt af hans tidligere arbejdsgiver, Videnskab og ingeniørtjenester, LLC..

Blagojevic og hans team brugte NASA's Center Innovation Fund, eller CIF, at fremme teknologien. CIF stimulerer og opmuntrer kreativitet og innovation inden for NASA, målrettet mod mindre modne, alligevel lovende nye teknologier.