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探索火星生命 NASA研發生物指標激光雷達儀

11月7日,NASA開發新儀器,尋找火星上的生命特征。目前,美國軍隊使用的一種傳感技術,用來遠程監控空氣,檢測威脅生命的化學物質、毒素和病原體,受該技術的啟發,研究人員開發了一種新儀器,能夠發現火星和太陽系其它目標上是否存在生命,這個儀器是生物指標激光雷達儀或BILI。

 美國航空航天局戈達德太空飛行中心的技術專家Branimir Blagojevic,之前在開發傳感器的公司工作。他應用該技術創造了儀器原型機,在試驗中證實,同樣的遠程傳感技術可以用來識別公共場所的生物危害物質,也能夠有效識別火星上的有機生物標記。

BILI是一種基于熒光的激光雷達,在原理和操作上類似于雷達的遙感儀器。不是利用雷達波,激光雷達儀利用光線來檢測,最后分析大氣中顆粒的組成。雖然美國宇航局在地球大氣研究中(該研究是NASA氣候研究的一部分)使用了熒光儀器來檢測化學物質。

但到目前為止,該機構還沒有在行星研究中采用這種技術。“美國宇航局從未使用過該技術進行行星地表探測。如果該機構發展該技術,那么他們將是先行者,”Blagojevic說。作為行星探索工具,Blagojevic和他的團隊,戈達德的科學家們梅麗莎特雷納和Alexander Pavlov,將BILI設想為“火星車的嗅覺。”

安裝在火星車的桅桿上,BILI首先掃描地形尋找沙塵羽狀物。一旦探測到,該儀器會向其兩個紫外線激光器發出指令,向沙塵中脈沖光線。光線引起塵云內部顆粒發出熒光。通過分析熒光,科學家們就能確定,沙塵中是否包含最近或過去產生的有機顆粒。這些數據也會揭示顆粒的大小。

補充道,BILI的優點是其實時檢測的能力,而且是從幾百米的距離檢測到復雜有機物的能力。因此,它可以在反復出現的斜坡上,從沙塵羽狀物中自主搜索生物標記,而這些區域對于攜帶了大量現場儀器進行精確化學和生物分析的火星車來說,很難穿越。此外,因為它可以遠程進行地平面氣溶膠分析,BILI能夠降低樣本污染(影響研究結果)的風險。

“這使得我們的儀器成為有機探測儀的有效補充,我們可以將其與更加敏感的點感應質譜儀(該儀器每次只能測量微量物質)一起應用。” Blagojevic說。“BILI的測量不需要耗材,只需要電力就能在一片廣闊區域迅速開展工作。這是一個像鼻子一樣,能夠‘嗅出’(發現)某些分子的測量儀。”

這個工具,也可以安裝在軌道航天器上,美國宇航局能夠大大提高在太陽系中尋找生命標記的概率,他補充說。“我們準備整合和測試這個新儀器,可以檢測大量的有機生物標記,” Blagojevic說。“我們的目標是增加科學發現的可能性。”

希望進一步提升BILI,加固設計,減小尺寸,使其能夠檢測出一系列的有機分子,而且微量濃度也能夠檢測出來,尤其是火星地表可能發現的氣溶膠。“該傳感技術是歷時20年研究的產品” 說,指的是該技術由他的前雇主開發,Science and Engineering Services, LLC。

和他的團隊利用美國宇航局的中心創新基金(Center Innovation Fund),或CIF,來提升該技術。CIF激勵和鼓勵美國宇航局內部的創新技術,針對目前還不成熟,但是有前景的新技術。

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