Công cụ ‘Quỹ đạo’ này sẽ sử dụng tia laze để tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh

1
Công cụ ‘Quỹ đạo’ này sẽ sử dụng tia laze để tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh

Những người kể chuyện khoa học viễn tưởng thích thêu dệt những câu chuyện về những người ngoài hành tinh sử dụng tia la-de đến thăm Trái đất—nhưng trên thực tế, chúng ta hiện đang sử dụng các chùm tia la-de tinh vi để săn tìm dấu hiệu của sự sống ngoài Trái đất.

Các nhà địa chất và kỹ sư tại Đại học Maryland gần đây đã tạo ra một công nghệ mới, được thiết kế để bay trong không gian, sử dụng ánh sáng để phân tích các phân tử. Công việc này, xuất bản tuần trước trong Thiên văn họcsử dụng một thiết bị phòng thí nghiệm phân tích phân tử phổ biến ở đây trên Trái đất, được gọi là quỹ đạo, và thu nhỏ nó lại để làm cho nó nhỏ gọn và đủ nhẹ để phù hợp với sứ mệnh hệ mặt trời của NASA. Họ cũng kết hợp Orbitrap cải tiến với tia laser, có thể phá vỡ vật chất từ ​​​​bề mặt hành tinh để chuẩn bị phân tích.

“Tôi rất vui khi thấy loại phân tử phức tạp nào chúng ta có thể phát hiện ngoài Trái đất,” nói Ân Ni, nhà địa chất của Đại học Maryland và đồng tác giả của nghiên cứu. Cô cho biết thêm: “Máy phân tích Orbitrap thế hệ tiếp theo cung cấp khoảng 200 lần cải tiến” về chi tiết các phép đo của nó so với các hệ thống cũ hơn. Nó có thể thực hiện các nhiệm vụ trong thập kỷ tới.

Orbitrap là một công cụ để khối phổ, một kỹ thuật dành cho các nhà khoa học để phân tách các phân tử theo khối lượng của chúng và đo lượng mỗi loại có trong một mẫu. Mặc dù những cỗ máy này được tìm thấy trong các phòng thí nghiệm y tế, sinh học và công nghiệp khác trên khắp hành tinh, nhưng chúng cũng rất lớn, nặng khoảng 400 pound—nặng hơn một chút so với máy tính để bàn. gấu trúc khổng lồ. Các nhiệm vụ ngoài thế giới thường bị giới hạn về số lượng chúng có thể mang đến đích. Một trong những quỹ đạo khổng lồ này sẽ không bay. Tuy nhiên, phiên bản mới chỉ nặng khoảng 17 pound.

[Related: The Milky Way could have dozens of alien civilizations capable of contacting us]

Ngoài ra, các nhóm truyền giáo thường phải chọn giữa một thành phần lớn hoặc nhiều công cụ nhỏ hơn. Chọn dụng cụ cho sứ mệnh không gian “giống như chọn dụng cụ bạn muốn trên con dao quân đội Thụy Sĩ bỏ túi của mình,” giải thích Zach Ulibari, một kỹ sư hàng không vũ trụ tại Đại học Cornell, người không tham gia nghiên cứu mới. “Nhưng đồng thời, các dụng cụ trên một con dao quân đội Thụy Sĩ nhỏ hơn và nhẹ hơn các dụng cụ bạn để trong nhà để xe, giống như các dụng cụ trên tàu vũ trụ của bạn phải nhỏ hơn và nhẹ hơn các dụng cụ có kích thước đầy đủ mà bạn để trong nhà. phòng thí nghiệm.”

Trước khi có thể đo một phân tử, công cụ sử dụng la-de nâng cấp sử dụng các xung cực tím để phá vỡ các hợp chất từ ​​bề mặt hành tinh—chẳng hạn như đá trên sao Hỏa, lớp vỏ băng giá bên ngoài của Enceladus hoặc các mục tiêu thú vị khác cho sự sống có thể có trong hệ mặt trời của chúng ta . Sau đó, nó đưa chúng vào máy quang phổ quỹ đạo thu nhỏ, nơi đo thành phần của mẫu.

Tế bào của một quỹ đạo. Ricardo Arevalo

Eddie Schweiterman, một nhà sinh vật học vũ trụ của Đại học California Riverside không tham gia vào dự án Orbitrap mới, giải thích rằng công cụ này sẽ lấy “dấu vân tay” của các phân tử liên quan đến sự sống, đồng thời cung cấp thông tin về địa chất xung quanh của bất kỳ hành tinh hoặc mặt trăng nào đang được khám phá. Bối cảnh là chìa khóa cho các dấu hiệu của sự sống—các nhà khoa học phải có khả năng loại trừ các nguồn hóa chất giống như sự sống không phải là sự sống. Hệ thống quỹ đạo laser mới này cũng sẽ cho phép các nhà khoa học thực hiện phân tích hóa học chi tiết này từ xa thông qua một nhiệm vụ rô-bốt đơn giản, giống như tàu đổ bộ hoặc xe tự hành, trái ngược với việc đưa mẫu trở lại Trái đất.

Mặc dù có rất nhiều công việc đang diễn ra để phát hiện chữ ký sinh học trên các ngoại hành tinh xa xôi, đó là một trò chơi bóng hoàn toàn khác so với việc khám phá hệ mặt trời bằng tàu thăm dò thông qua Quỹ đạo nâng cấp. Schweiterman nói: “Không thể dễ dàng quan sát từ xa các phân tử hữu cơ lớn được phân tích với các nhiệm vụ có Orbitrap “không thể dễ dàng quan sát từ xa, đặc biệt là ở khoảng cách giữa các vì sao. Thay vào đó, các ngoại hành tinh chỉ có thể được quan sát từ cách xa hàng năm ánh sáng thông qua kính thiên văn của chúng ta. Nhưng các nhà thiên văn học có thể đưa rô bốt được trang bị công cụ này đến bề mặt của các hành tinh gần chúng ta nhất.

[Related: Why astronomers are blasting Earth’s location to potential intelligent aliens]

Ngoài ra còn có một bắt nữa. Theo Ni, lượng lớn dữ liệu được tạo ra từ hệ thống mới “có thể gây đau đầu cho việc lưu trữ và truyền dữ liệu trong một sứ mệnh không gian”. Hy vọng rằng khi công nghệ máy tính tiến bộ chắc chắn, các kỹ sư sẽ nghĩ ra những cách thông minh để giải quyết vấn đề này. Ngay cả khi đó, lưu trữ dữ liệu không phải là kẻ giết người trong mơ đối với Orbitrap—chỉ là một điều khác cần xem xét khi thiết kế tàu vũ trụ. Như Ulibari nói, “mỗi công cụ đều có ưu điểm và nhược điểm riêng. Không có nhạc cụ hoàn hảo; chỉ có sự đánh đổi giữa những thứ khác nhau.

Xây dựng một tàu vũ trụ hoạt động đầy đủ luôn khó khăn, nhưng các công nghệ thiết bị mới như Orbitrap cải tiến mở rộng khả năng cho các nhiệm vụ trong tương lai. Ulibrri nói: “Thật thú vị khi thêm một công cụ mới vào bộ công cụ tàu vũ trụ tiềm năng. “Và Orbitrap là một công cụ đặc biệt mạnh mẽ.”

bài viết tương tự

Leave a Reply