NASA undersøger brugen af ​​medicinsk-lignende værktøjer til at studere prøver af solsystemet

Et diagnostisk værktøj, i teorien ligner dem, der anvendes af lægestanden til ikke-invasivt at afbilde indre organer, knogler, blødt væv, og blodkar, kunne være lige så effektive til at "triage" udenjordiske sten og andre prøver, før de sendes til Jorden for yderligere analyse.

I et forsøg designet til at finde kreativ brug af teknologi til fremtidige robot- og menneskelige missioner til Månen, Mars, og asteroider, NASA-ingeniør Justin Jones brugte en industriel røntgencomputertomografi, eller CT, scanner på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, at evaluere vulkanske sten fra en nydannet ø i det sydlige Stillehav og andre eksemplarer indkapslet inde i tykke glas- og metalindhegninger.

"Forestil dig at tage noget så stort og skalere det ned til brødkassestørrelse, derefter klargøre udstyret til at være rumflyvningsværdigt, " sagde Jones, med henvisning til scanneren, der optager et lille rum inde i Goddards ikke-destruktive evaluering, eller NDE, Laboratorium. "Sådanne instrumenter kunne testes på den internationale rumstation og derefter overgå til en fremtidig dyb rumport, hvor besætningsmedlemmer kunne analysere nye prøver fra Månen eller asteroider eller endda Mars, før de sendes tilbage til Jorden for yderligere analyse."

"Vi er begejstrede for vores resultater, " fortsatte Jones, som udførte sit teknologi-demonstrationsprojekt med støtte fra Goddard's Fellows Innovation Challenge, et forsknings- og udviklingsprogram designet til at fremme højbelønnede teknologier og undersøgelser i nye, tværfaglige måder. "Demonstrationen gav et par nye indsigter i 3D-strukturen af ​​de prøver, vi testede, og understregede værdien af ​​potentielt at skabe en CT-kapacitet specifikt til brug i rummet, især til triageformål."

Jones, som hjalp sin ledelse med at anskaffe CT-scanneren for seks år siden, bruger normalt ikke sine dage på at undersøge sten. "Når noget fejler, når en del fejler, ingeniører vil have os til at diagnosticere, hvad der skete, og vi vil bruge en række værktøjer som dem i den medicinske industri til at hjælpe med at lokalisere fejlen, " han sagde.

Skønheden ved en røntgen-CT-scanner, som fungerer som en medicinsk CAT-scanner, er, at det tillader høj opløsning, 3-D visninger inde i materialer, der ellers ville have brug for vanskelige, ofte destruktiv prøveforberedelse, herunder skæring og brug af kemikalier, blot for at analysere prøvens sammensætning. Med Goddards CT-system, som er ikke-destruktiv, brugere kan se detaljer så små som et par mikrometer i størrelse, som er flere gange mindre end et menneskehår.

"Vores teknologidrevne undersøgelse gav os en bredere forståelse af, hvad vores CT-system kan, " sagde Jones.

Hunga Tonga Hunga Ha'apai vulkanøen vurderet

Med scanneren, Jones og hans team fra Goddard's Materials Branch, herunder Ryan Kent og Olivia Landgrover, evaluerede prøver fra en nydannet vulkanø, Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, i Kongeriget Tonga i det sydvestlige Stillehav. Denne nye ø blev dannet i januar 2015 efter vulkanens eksplosive udbrud - en potentiel analog til en vis vulkansk aktivitet på Mars, sagde Goddard chefforsker James Garvin, WHO, sammen med sine universitetspartnere, bruger avancerede fjernmålingsmetoder til at udforske øen i en pilotundersøgelse for NASA's Earth Sciences Division.

"CT-teknikker tillader hurtig vurdering for at forstå den potentielle levetid for de skrøbelige nye vulkanske landskaber i regionen, " sagde Garvin. "Allerede, Justin og hans team har identificeret muligheden for mineraler kendt som zeolitter, "mineraler, der almindeligvis anvendes i adsorbenter, der renser vand, blandt andre applikationer, og katalysatorer, der fremskynder kemiske reaktioner. "Disse resultater har en direkte betydning for, hvordan lignende processer kunne have fungeret på Mars, " sagde Garvin.

Rumrelevante bjergarter undersøgt

Teknologi-demonstrationsprojektet sluttede ikke der. Garvin, der er interesseret i at forske og fremme nye teknologiske tilgange til at studere udenjordiske klipper og mineraler, bad holdet om at evaluere sten produceret i store nedslagskraterbegivenheder her på Jorden, samt meteoritter.

Selv med prøver indkapslet i beskyttelsesglas og metalhylstre fyldt med nitrogen, Goddards CT-scanner afslørede tidligere uopdagede mineraler og 3-D-arrangementer, " sagde Garvin.

"Fremtiden for in-situ og prøvebaseret planetarisk udforskning vil dreje sig om nye måleteknikker, der afslører detaljer i nye skalaer og på måder, der ikke ødelægger prøverne eller forurener dem, Garvin fortsatte. "Baseret på Justins arbejde, Jeg tror, ​​at en dag, astronauter på Mars eller Månen vil være i stand til at bruge off-planet CT laboratorieteknikker til at foretage rekognoscering af ekstraordinære materialer på andre verdener, ligesom vi gør i laboratorierne her på Jorden i dag."