NASA научит марсоходы биоанализу на расстоянии

Одним из наиболее известных способов изучения элементного состава веществ является рентгенфлуоресцентная спектрометрия. Принцип действия таких спектрометров в следующем. Рентгеновская трубка испускает жесткое излучение, которое отражается от атомов элементов в веществе. Поскольку фотоны элементов обладают разной энергией, формируется разнородный спектр объекта. По нему датчик регистрирует и анализирует количественный состав элементов. Сейчас эти устройства — портативные или стационарные — широко представлены в промышленности и космической отрасли.

Рентгенфлуоресцентный спектрометр (CheMin), например, установлен на марсоходе Curiosity. Кроме того, для изучения атмосферы Красной планеты ровер оборудован комплексом ChemCam. Он состоит из двух инструментов (LIBS и RMI), которые позволяют исследовать объекты на расстоянии до десяти метров. Работа одного из них — LIBS — основана не на рентгеновском, а на лазерном излучении: в этом случае используется инфракрасный лазер и обнаружение происходит в видимом, ульрафиолетовом и ближнем инфракрасном диапазонах. Но строгое ограничение на расстояние до объекта замедляет и затрудняет выполнение миссии.

В качестве альтернативы сотрудник NASA представил спектрометр BILI (Bio-Indicator Lidar Instrument). Он представляет собой флуоресцентный лидар, который повторяет принцип действия радиолокационной станции (РЛС), но использует вместо радиоволн свет. В ходе работы BILI будет сканировать местность на предмет облаков пыли, а после их обнаружения — испускать два ультрафиолетовых луча. На основании анализа отраженного излучения специалисты смогут определить наличие в пыли органических частиц, их возраст и размер. Устройство может устанавливаться на мачту марсхода и управляться с помощью графического интерфейса. Кроме того, спектрометр может быть установлен на орбитальной станции агентства для поиска биоподписей в Солнечной системе.

По словам Благоевича, сейчас подобные системы используются для проверки источников биологической опасности в общественных местах. Ранее NASA также применяло лидары для анализа земной атмосферы, но никогда не задействовало их в межпланетных миссиях. При этом BILI позволяет исследовать объект на расстоянии нескольких сот метров, что избавит ровер от необходимости сближаться с объектом и снизит риск загрязнения последнего.

Автор отметил, что прототип устройства готов к испытаниям. Разработка метода велась около 20 лет и первоначально ей занималась американская компания Science and Engineering Services.