استفاده از دستگاه دارویاب برای کشف حیات بیگانه

یک گروه پژوهشی به سرپرستی «دانشگاه مریلند»(University of Maryland)، دستگاهی ابداع کرده‌اند که با بودجه ناسا تامین شده است. این دستگاه، یک نسخه کوچک‌شده از دستگاه کشف دارو با وزن ۴۰۰ پوند است که در آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شود و می‌توان آن را به راحتی در محموله‌های ماموریت‌های فضایی قرار داد و نگهداری کرد.

این دستگاه که تنها ۱۷ پوند وزن دارد، از لیزر فرابنفش ضربان‌دار برای جدا کردن ذرات کوچک از مواد سیاره‌ای استفاده می‌کند که توسط یک تحلیلگر موسوم به «اوربیتراپ»(Orbitrap)، در جستجوی ترکیبات آلی تجزیه و تحلیل می‌شوند. این نوآوری، کمتر تهاجمی است، احتمال آلودگی یا آسیب رساندن به نمونه را کمتر می‌کند و شاید طی چند سال آینده بتوان آن را به فضا پرتاب کرد.

پروفسور «ریکاردو آروالو»(Ricardo Arevalo)، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: اوربیتراپ در ابتدا برای استفاده تجاری ساخته شد. شما می‌توانید آن را در آزمایشگاه‌های صنایع دارویی، پزشکی و پروتئومیک پیدا کنید. وزن آن در آزمایشگاه خودم کمتر از ۴۰۰ پوند است. هشت سال طول کشید تا نمونه‌ای را بسازیم که بتواند به طور موثر در فضا مورد استفاده قرار بگیرد. این دستگاه، بسیار کوچک‌تر و کم‌مصرف‌تر از دستگاه‌های کنونی است اما هنوز هم می‌تواند به علوم پیشرفته کمک کند.

در دستگاه جدید این گروه پژوهشی، اوربیتراپ با «طیف‌سنجی جرمی دفع لیزر»(LDMS) جفت می‌شود و می‌توان آن را مستقیما روی نمونه اعمال کرد. آروالو گفت که این دستگاه دارای مزایای مشابه با مدل‌های پیشین خود است اما برای اکتشاف فضایی و تجزیه و تحلیل مواد سیاره‌ای در محل می‌تواند کارآمد باشد.

تجزیه و تحلیل یک سطح یا ماده سیاره‌ای، نفوذ بسیار کمتری دارد و احتمال آلودگی یا آسیب را نسبت به روش‌های کنونی شناسایی ترکیبات ناشناخته، کاهش می‌دهد.

آروالو ادامه داد: خوبی منبع لیزر این است که هر چیز قابل یونیزه کردن می‌تواند برای آن قابل تجزیه و تحلیل کردن باشد. اگر پرتو لیزر خود را به یک نمونه یخ شلیک کنیم، احتمالا می‌توانیم ترکیب یخ را تشخیص دهیم و نشانه‌های زیستی را در آن ببینیم.

این دستگاه دارای وضوح جرم و دقت بالایی است که هر ساختار مولکولی یا شیمیایی موجود در نمونه را بسیار قابل شناسایی می‌کند.

همچنین، این لیزر امکان دسترسی به ترکیبات بزرگ‌تر و پیچیده‌تری را برای پژوهشگران فراهم می‌کند که احتمالا با بیولوژی مرتبط هستند. به عنوان مثال، ترکیبات آلی کوچک‌تر مانند آمینواسیدها، نشانه‌های مبهم‌تری از شکل‌های حیات هستند.

آروالو گفت: آمینو اسیدها می‌توانند به صورت غیرزیستی تولید شوند و این بدان معناست که لزوما اثبات حیات نیستند. شهاب‌سنگ‌ها که بسیاری از آنها مملو از آمینو اسیدها هستند، می‌توانند به سطح سیاره برخورد کنند و مواد آلی غیر زنده را به سطح زمین برسانند.

اکنون می‌دانیم که مولکول‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تری مانند پروتئین‌ها، به احتمال زیاد توسط سیستم‌های زنده ایجاد شده‌اند یا با آنها مرتبط هستند. لیزر به ما امکان می‌دهد تا مواد آلی بزرگتر و پیچیده‌تری را مطالعه کنیم که می‌توانند نشانه‌های زیستی با وفاداری بالاتر را نسبت به ترکیبات کوچکتر و ساده‌تر منعکس کنند.

این مینی‌اوربیتراپ، اطلاعات و انعطاف‌پذیری مورد نیاز را برای سرمایه‌گذاری‌های آینده در منظومه شمسی بیرونی ارائه می‌دهد. آروالو و همکارانش امیدوارند که بتوانند این دستگاه را به فضا بفرستند و آن را طی چند سال آینده در یکی از سیارات مورد نظر مستقر کنند.

آروالو گفت: من این نمونه اولیه را به عنوان یک مسیریاب برای سایر دستگاه‌های مبتنی بر طیف‌سنجی جرمی دفع لیزر و ‌اوربیتراپ در آینده می‌بینم. مینی‌اوربیتراپ ما این پتانسیل را دارد که روش کنونی مطالعه ما در مورد ژئوشیمی یا اخترزیست‌شناسی سطح سیاره را به میزان قابل توجهی ارتقا دهد.