Přístroj NASA na Titanu by mohl odhalit chemii vedoucí k životu

Nick Oakes - NASA

Nová mise NASA k obřímu měsíci Saturnu, Titanu, má odstartovat v roce 2027. Po zahájení, v polovině 30. let 20. století tak zahájí výzkumnou cestu, která by mohla přinést nové poznatky o vývoji života ve vesmíru. Tato mise s názvem Dragonfly ponese přístroj Dragonfly Mass Spectrometer (DraMS), který má vědcům pomoci zpřesnit chemii na Titanu. Může také vrhnout světlo na chemické kroky, které se odehrály na Zemi a které nakonec vedly ke vzniku života, tzv. prebiotické chemii.

Titan je díky svému bohatému komplexnímu chemickému složení bohatému na uhlík, vnitřnímu oceánu a minulé přítomnosti kapalné vody na povrchu ideálním místem pro studium prebiotických chemických procesů a potenciální obyvatelnosti mimozemského prostředí.

DraMS umožní vědcům na Zemi studovat chemické složení povrchu Titanu na dálku. "Chceme zjistit, zda na Titanu probíhá takový typ chemie, který by mohl být důležitý pro rané prebiochemické systémy na Zemi," vysvětluje Dr. Melissa Trainerová z Goddardova střediska vesmírných letů NASA v Greenbeltu ve státě Maryland.

Trainerová je planetární vědkyně a astrobioložka, která se specializuje na Titan a je jednou ze zástupkyň hlavních řešitelů mise Dragonfly. Je také vedoucím pracovníkem přístroje DraMS, který bude prověřovat měření vzorků z povrchového materiálu Titanu a hledat důkazy prebiotické chemie.

Robotické rotorové plavidlo Dragonfly využije nízké gravitace a husté atmosféry Titanu a bude létat mezi různými zajímavými body na povrchu Titanu, vzdálenými od sebe až několik kilometrů. Díky tomu může Dragonfly přemístit celou sadu přístrojů na nové místo, když je předchozí místo plně prozkoumáno, a získat přístup ke vzorkům v prostředí s různou geologickou historií.

Na každém místě budou vzorky o velikosti menší než jeden gram vyvrtány z povrchu vrtákem pro získávání složitých organických látek (DrACO) a přeneseny dovnitř hlavního tělesa modulu do místa zvaného "podkroví", kde je umístěn přístroj DraMS. Tam budou ozářeny palubním laserem nebo odpařeny v peci, aby je mohl měřit přístroj DraMS. Hmotnostní spektrometr je přístroj, který analyzuje různé chemické složky vzorku tak, že tyto složky rozdělí na základní molekuly a nechá je projít senzory pro jejich identifikaci.

"DraMS je navržen tak, aby se zabýval organickými molekulami, které mohou být na Titanu přítomny, jejich složením a rozložením v různých povrchových prostředích," říká Trainerová. Organické molekuly obsahují uhlík a využívají je všechny známé formy života. Jsou zajímavé pro pochopení vzniku života, protože mohou být vytvořeny živými i neživými procesy.

Hmotnostní spektrometry určují, co se ve vzorku nachází, ionizací materiálu (tj. jeho bombardováním energií, takže atomy v něm se nabijí kladně nebo záporně) a zkoumáním chemického složení různých sloučenin. To zahrnuje určení vztahu mezi hmotností molekuly a jejím nábojem, který slouží jako takový "podpis" sloučeniny.

DraMS byl částečně vyvinut stejným týmem z Goddardova střediska, který vyvinul sadu přístrojů SAM (Sample Analysis at Mars) na palubě vozítka Curiosity. DraMS je navržen tak, aby zkoumal vzorky povrchového materiálu na Titanu s využitím technik testovaných na Marsu pomocí sady SAM.

Dr. Melissa Trainerová zdůraznila výhody tohoto dědictví. Vědci z Dragonfly nechtěli "znovu vynalézat kolo", pokud jde o hledání organických sloučenin na Titanu, a místo toho vycházeli ze zavedených metod, které byly použity na Marsu i jinde. "Díky této konstrukci jsme získali přístroj, který je velmi flexibilní a dokáže se přizpůsobit různým typům povrchových vzorků," říká Trainerová.

DraMS a další vědecké přístroje na Dragonfly jsou navrhovány a konstruovány pod vedením Johns Hopkins Applied Physics Laboratory v Laurelu ve státě Maryland, která řídí misi pro NASA včetně konstrukce a stavby rotorového modulu. Tým zahrnuje klíčové partnery z Goddardu, Francouzské kosmické agentury (CNES, Paříž, Francie), která poskytuje modul plynového chromatografu pro DraMS, který zajistí dodatečnou separaci po opuštění pece, Lockheed Martin Space, Littleton, Colorado, NASA Ames Research Center na Moffett Federal Airfield v kalifornském Silicon Valley, NASA Langley Research Center, Hampton, Virginie, NASA Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornie, Penn State University, State College, Pensylvánie, Malin Space Science Systems, San Diego, Kalifornie, Honeybee Robotics, Brooklyn, New York, Německé středisko pro letectví a kosmonautiku (DLR), Kolín nad Rýnem, Německo, a Japonská agentura pro letecký a kosmický výzkum (JAXA), Tokio, Japonsko.

Dragonfly je čtvrtou misí programu NASA New Frontiers. Program New Frontiers řídí Marshallovo středisko vesmírných letů NASA v Huntsville v Alabamě pro ředitelství vědeckých misí agentury ve Washingtonu.

Přeloženo z originálu: NASA Instrument Bound for Titan Could Reveal Chemistry Leading to Life