Lidārā sistēma, ko izmanto, lai atklātu gaisā esošos bioloģiskos apdraudējumus uz Zemes, var palīdzēt NASA meklēt ārpuszemes dzīvi Marsa un citur Saules sistēmā.
2000.gadā, kad Branimir Blagojevich izstrādāja militāro sensoru, lai atklātu bioloģiskos apdraudējumus gaisā, viņam nebija ne jausmas, ka viņa tehnoloģija vēlāk tiks izmantota, lai meklētu ārpuszemes dzīvi.
Viņa sākotnējais darbs bija vērsts uz jaunā lidara izmantošanu (gaismas detektoru un diapazonu - gaismas attāluma mērītāju), un tā pamatā bija tie paši principi, kas tiek izmantoti radarā. Bet radioviļņu vietā lidars izmanto lāzera staru, lai noteiktu objektus un mērītu attālumu līdz mērķim. Tāpēc to bieži sauc par „vieglo radaru”.
Blagojevich, tagad NASA tehnologs Goddardas Kosmosa lidojumu centrā Maryland, saprata, ka tehnoloģijas, kas balstītas uz toksīnu un patogēnu meklēšanu gaisā, varētu izmantot ārpus Zemes un pat varētu veicināt NASA dzīves meklēšanas misiju (kas bija vai ir ) par Marsu .
„Ja agrāk Marsa dzīvoja, tad ar šāda instrumenta palīdzību mēs to varam atklāt,” teica Blagojevich.
Tagad jebkura misija, kas vērsta uz Marsu, ir ļoti ierobežota, meklējot dzīvi (pagātni vai tagadni). Piemēram, Marijas zinātnes laboratorija ziņkārības braucienam var ņemt regolīta paraugu (putekļainu „augsni”, kas aptver Sarkano planētu), cerot, ka nelielā daudzumā zemes klints ir bioloģiskā ķīmija. Bet fiziska saskare ar jebkuru analizējamo materiālu ir problēma. Pastāv risks, ka “neskartais” paraugs var tikt piesārņots ar sauszemes vielām, kas potenciāli var izkropļot testa rezultātus. Turklāt tas ir lēns un darbietilpīgs process: robotam jāatrodas vietā, jāsavāc un jāanalizē paraugi. Tas nozīmē, ka no jebkuras vietas var ņemt ļoti maz paraugu. Iespējams, ka paraugs, kas analizēts ar rover instrumentiem, būs pilnīgi sterils. Bet tikai dažus metrus no vietas var būt netīrumi ar organisko ķīmiju. Un bez robota vai tās zemes kontrolieru zināšanām mēs nekad nebūtu to pazinuši.
Blagojevicham izskatās, ka mēs meklējam adatu siena kaudzē. Bet situācija ir daudz sliktāka, jo mēs pat nezinām, kur šī siena kaudze ir.
Tātad, kā sašaurināt iespējas atrast bioloģisko materiālu uz Marsa? Viens no veidiem var būt izmantot savu Bioindikatoru Lidar instrumentu vai vienkārši „BILI”.
Mars nav svešs lāzeriem. Ziņkārība tagad izmanto ChemCam, lai sprāgstos lāzeros. Tajā pašā laikā tā sensori var pētīt tvaiku, lai atšifrētu tā ķīmisko sastāvu. Tomēr Marsa šķirnes tiks aizsargātas no BILI.
Blagojevich, strādājot ar NASA planētu zinātniekiem Melissa Trainer, Aleksandrs Pavlovs un Melissa Floyd, cer, ka nākotnes roveram tiks uzstādīta lidara sistēma. Tas darbosies tāpat kā ChemCam uz ziņkāri. Bet viņš nav ieinteresēts ģeoloģiskajās iezīmēs, bet daļās Marsa atmosfērā. Misijas laikā braucējs skenēs vidi putekļu plūmēm. Pēc atklāšanas, iespējams, virs grūti sasniedzamā slīpuma, viņš būtu noņēmis putekļus ultravioleto lāzeru.
Kad lāzera starojums skar atsevišķas putekļu daļiņas, tas radīs atbildes reakciju. Šo parādību sauc par ziedēšanu. Pēc tam šo fluorescējošo daļiņu gaismu var izmērīt un parādīt, kādas ķimikālijas tas sastāv. Ja putekļos ir organiskas vielas (bioindikatori), BILI var atšifrēt savu signālu. Un galvenais ir tas, ka viss process tiek veikts attālināti, iespējams, simtiem kilometru attālumā no rovera. Tas nozīmē, ka jūs varat skenēt milzīgu teritoriju ap roveri un aprēķināt piesārņojumu un organisko ķīmiju, kas ievērojami atvieglo izpēti.
„Tas palielinās iespēju atrast dzīvi, pārvietojot mehānismus uz Marsa virsmu,” sacīja Blagojevich.
Marsa derības ir acīmredzamas, un ir iespēja redzēt „BILI” tehnoloģiju, lai skenētu putekļainas sarkanas sprauslas. Bet vai šo tehnoloģiju var izmantot, lai medītu dzīvi citur Saules sistēmā?
"Ārpus Marsa mēs esam veikuši dažus simulētus aprēķinus par to, vai šis rīks var darboties ar saldētām pasaulēm, piemēram, Enceladus vai Eiropu," sacīja Blagojevich.
Enceladus ir viens no Saturnas noslēpumainajiem satelītiem, kur ap apakšu okeānu ir biezs ledus apvalks. Sakarā ar plūdmaiņu mijiedarbību ar Saturnu, Enceladus ražo siltumu savā kodolā, kas satur pazemes ūdeni šķidrā stāvoklī. Viņa okeāns ir ļoti ieinteresēts astrobiologiem, jo pēc analoģijas ar Zemi šķidrais ūdens nozīmē dzīvi.
Iekšējā apkure un nemainīgs sasprindzinājums ledus apvalkā izraisa šķidro ūdeni uz mēness virsmas, kā atverot vāciņu uz koksa pudeles. Kosmosā tiek zaudēts milzīgs tvaiks, radot vilcienu. Ja šajā ūdenī atrodas ārpuszemes bioloģija, tā tiek izlaista arī kosmosā.
NASA Cassini misija izmantoja uz kuģa esošos sensorus, lai "mēģinātu" šos sprauslas, kad tās pagāja (attēlā iepriekš), bet ir vajadzīga detalizēta analīze. Vai ir iespējams uzstādīt BILI uz Saturnas lidojošās misijas, lai šautu lāzeri plāksterī un redzētu, vai ir organiskas ķimikālijas? „Tas būs diezgan izaicinājums. Fakts ir tāds, ka ūdens sprauslām Enceladus ir ļoti mazs blīvums salīdzinājumā ar putekļu daļiņām Marsa gaisā, ”teica Blagojevich. Tāpēc, lai atklātu kaut ko, kosmosa kuģim būtu jālido 50 km attālumā no mēness virsmas, un lāzeram jābūt 1W diapazonā, lai atklātu ziedēšanu.
„Tas ir iespējams, bet tam ir vajadzīgs spēcīgāks ultravioletais lāzers, kas var kļūt par realitāti nākotnes lidojumu misijām, vai arī tas nav iespējams,” viņš piebilda.
Attiecībā uz Eiropu Blagojevičs brīdina, ka bez acīmredzamām sprauslām ar ilgu laiku lidara sistēmas izmantošana būs atkarīga no tā, vai tās virsmas tuvumā ir esošie aerosoli. Eiropa, salīdzinot ar Enceladus, iegūst dzīvības meklējumos. Dažas optimistiskas prognozes liek domāt, ka tur pat varat sastapties ar daudzšūnu dzīvi.
Tā kā mēs zinām, ka ķīmija no Mēness ciklu iekšienes (caur aktīvo ledus tektoniku), ja Eiropas okeānos ir bioloģija, tad pierādījumus var atrast uz ledus virsmas. Un, ja ir kāds mehānisms, kas liek šīm organiskajām ķimikālijām paaugstināties virs ledus, tad varbūt BILI var izmantot, lai atklātu šos noslēpumus.
