SF の語り手は、地球を訪れたレーザーを振るうエイリアンについての物語を紡ぐのが大好きですが、実際には、高度なレーザー ビームを使用して地球外生命体の兆候を探しているのは私たちです。
メリーランド大学の地質学者とエンジニアは最近、光を使って分子を分析する、宇宙を飛ぶように設計された新しい技術を開発しました。 この作品、 で先週公開された 自然天文学、ここ地球上で一般的な分子分析ラボ機器を使用します。 オービトラップ、そしてNASAの太陽系ミッションに収まるほどコンパクトで軽量になるように縮小します。 彼らはまた、改良されたオービトラップをレーザーと組み合わせて、惑星の表面から物質を分解して分析の準備を整えることができます。
「地球外でどのような複雑な分子を検出できるか楽しみです」と彼は言います。 グレース・ニー、メリーランド大学の地質学者であり、研究の共著者。 「次世代の Orbitrap アナライザーは、古いシステムと比較して測定の詳細が約 200 倍改善されています」と彼女は付け加えます。 今後10年以内にミッションで飛行する可能性があります。
Orbitrap は、 質量分析は、分子を質量で分離し、サンプル内にそれぞれがどれだけあるかを測定する、科学者にとって頼りになる手法です。 これらの機械は、世界中の医療、生物学、およびその他の産業研究所で使用されていますが、重量も約 400 ポンドと巨大で、 ジャイアントパンダ. オフワールド ミッションは、多くの場合、目的地まで運べる量が限られています。 これらの巨大な Orbitraps の 1 つが飛ぶことはありません。 ただし、新しいバージョンの重量はわずか約 17 ポンドです。
[Related: The Milky Way could have dozens of alien civilizations capable of contacting us]
さらに、ミッション チームは、多くの場合、1 つの大きなコンポーネントまたは複数の小さなツールのいずれかを選択する必要があります。 宇宙ミッション用の機器を選択することは、「ポケット スイス アーミー ナイフに必要なツールを選択するようなものです」と説明します。 ザック・ウリバリ、新しい研究の一部ではなかったコーネル大学の航空宇宙エンジニア。 「しかし同時に、スイス アーミー ナイフのツールは、ガレージに保管しているツールよりも小さくて軽いのと同じように、宇宙船のツールは、保管しているフルサイズのツールよりも小さくて軽い必要があります。実験室です。」
分子を測定する前に、アップグレードされたレーザー操作ツールは、紫外線パルスを使用して、火星の岩石、エンケラドスの氷の外殻、または太陽系の生命の可能性があるその他の興味深いターゲットなど、惑星の表面から化合物を分解します。 . 次に、それらを小型化された Orbitrap 分光計に注ぎ込み、そこでサンプルの組成を測定します。
エディ・シュワイターマン新しい Orbitrap プロジェクトには関与していないカリフォルニア大学リバーサイド校の宇宙生物学者である . 生命の兆候を示すには状況が重要です。科学者は、同じ生命に似た化学物質の非生物源を除外できなければなりません。 この新しいレーザー オービトラップ システムにより、科学者は、サンプルを地球に戻すのではなく、着陸船やローバーのような単純なロボット ミッションを介して、この詳細な化学分析をリモートで行うこともできます。
検出するために進行中の多くの作業がありますが、 遠い系外惑星のバイオシグネチャー、アップグレードされた Orbitrap を介してプローブで太陽系を探索するのとはまったく異なる球技です。 オービトラップを搭載したミッションで分析される大きな有機分子は、「特に星間距離では、遠隔で簡単に観察することはできません」とシュバイターマンは言います。 代わりに、太陽系外惑星は私たちの望遠鏡を介して光年離れたところからしか観察できません. しかし、天文学者は、このツールを搭載したロボットを、私たちに最も近い惑星の表面に送ることができます.
[Related: Why astronomers are blasting Earth’s location to potential intelligent aliens]
また、もう1つのキャッチがあります。 Ni 氏によると、新しいシステムから生成される大量のデータは、「宇宙ミッション中のデータの保存と送信の頭痛の種になる可能性があります」。 うまくいけば、コンピューター技術が必然的に進歩するにつれて、エンジニアはこの問題に対処するための巧妙な方法を考え出すでしょう. それでも、データ ストレージは Orbitrap にとって夢のようなものではありません。宇宙船を設計する際に考慮すべきもう 1 つのことです。 ウリバリが言うように、「各楽器にはそれぞれ長所と短所があります。 完璧な楽器はありません。 あるのは異なるもの同士のトレードオフだけです。」
完全に機能する宇宙船を構築することは常に困難ですが、改良された Orbitrap のような新しい機器技術は、将来のミッションの可能性を広げます。 「潜在的な宇宙船ツールキットに新しいツールを追加することは常にエキサイティングです」と Ulibarri 氏は言います。 「そして、Orbitrap は特に強力なツールです。」