211service.com
Ett verktyg för att hitta liv i yttre rymden
Intresset för möjligheten till utomjordiskt liv leder till att forskare utformar metoder för att studera de mest extrema områdena på jorden, med hopp om att sådan forskning inte bara kommer att resultera i en bättre förståelse för hur livet kan upprätthålla sig på Mars eller Jupiter, utan också i utrustning som en dag kan komma att användas i rymden. Så är fallet vid University of Illinois i Chicago (UIC), där forskare har samarbetat med NASA-forskare för att designa ett autonomt undervattensfordon (AUV) som kommer att undersöka Antarktis iskalla vatten. Robotenheten, kallad uthållighet , kommer att kartlägga den biologiska och geokemiska sammansättningen av den isbundna sjön Bonney i tre dimensioner med hjälp av verktyg som forskare tror en dag kommer att användas i rymden.
Iskall upptäckt: Det autonoma undervattensfordonets uthållighet är cirka fyra fot hög och tre fot bred. Den förväntas sänkas ned genom en borr eller ett smälthål i Antarktis isbundna sjö Bonney i november 2008. Den är utformad för att undersöka vattnet och skapa 3D-kartor över undervattensekosystemet med hjälp av verktyg som en dag kan anlitas för att söka för utomjordiskt liv.
Konceptet för utforskaren kommer från ett projekt som leds av NASA:s Astrobiology, Science and Technology for Exploring Planets-program ( ETT STEG ). Gruppen, på jakt efter mikrobiellt liv, använder en AUV som kallas djupx för att kartlägga undervattensgrottor i Mexiko. När projektet är klart kommer fordonet att omkonstrueras av dess tillverkare, Sten Aerospace , ett Texas-baserat företag, för insjön Bonney.
Medan framdrivnings- och navigationssystemen mellan [uthållighet och djup] kommer att vara liknande, kommer vetenskapspaketet att vara helt annorlunda, säger Peter Doran , en docent i jord- och miljövetenskap vid UIC och projektets ledande utredare, som formulerade det första förslaget. Vi bygger ett helt nytt fordon för att upptäcka hur man bäst kartlägger en stor vattenförekomst täckt av is. Båda systemen finansieras av NASA och konstruerade av Stone Aerospace. Endurance kommer också att bli en del av ASTEP.
Till skillnad från depthx, som simmar genom det varma vattnet på olika djup med hjälp av visualiseringssystem och som tar vattenprover för att samla in data, kommer uthålligheten att släppas ner i vattnet genom en borr eller ett smälthål i isen och kommer att simma på toppen av vattnet . Kopplat till det kommer ett utplaceringsbart paket som inkluderar en ny uppsättning sensorer utformade för att upptäcka organiska molekyler och karakterisera livsformer. Genom att sänka paketet till vissa studieområden kommer forskare att hjälpa till att bevara Antarktis orörda miljö. En inbyggd flashenhet kommer att samla in data som ska skickas tillbaka till ett visualiseringslaboratorium i Chicago som kommer att generera 3D-bilder, kartor och grafik över sjön.
Den senaste av sensorerna som redan är under utveckling för uthållighet använder en Raman-spektrometri för att mäta isens sammansättning. Denna sensor skiljer sig från andra spektroskopispektrometrar, såsom en infraröd emissionsspektrometri, genom sin användning av laserstråle för att aktivt excitera studieobjekt. Genom att upptäcka egenskapsförändringar i ljuset som studsar tillbaka från målobjekt, kan sensorn bestämma den kemiska sammansättningen av ett givet föremål på vilket djup som helst av sjön den väljer att studera. Att studera olika djup av sjön kommer att göra det möjligt för forskarna att skapa en profil av den kemiska sammansättningen av dess många nivåer.
Det är en mycket känslig avkänningsteknik som kan mäta organiska små molekyler som koldioxid, lipider och olika fragmentering som gör den till en mycket bra biomarkördetektor, säger Bin Chen , en senior forskare vid NASA Ames Research Center (ARC), som leder utvecklingen av spektrometern.
NASA-forskarna arbetar för att öka spektrometerns känslighet ytterligare genom att belägga sonden - ett fiberknippe som ljuset går igenom för att belysa målet och som också tar emot signalen som studsar tillbaka - i guld och silver nanomaterial. Detta kommer att förbättra de elektromagnetiska och plasmoniska egenskaperna hos sonden på en enhet, säger Chen. NASA-forskare hade ursprungligen planerat att använda en form av Raman-spektrometern Anda , Mars rover, men eftersom de var oroliga för enhetens hållbarhet tog de bort spektrometern i sista minuten.
Forskarna som arbetar med uthållighet planerar att träffas i Mexiko om en månad för att ytterligare diskutera de tekniska rekonstruktionerna av depthx med ledande ingenjör William Stone, från Stone Aerospace. De kommer att ta upp hur man gör det mindre och mer energieffektivt, samt hur man kan öka hållbarheten på sensorerna så att de tål temperaturerna i de arktiska vattnen. När depthx har rekonstruerats planerar forskarna att göra ett litet test av enheten i en isbunden sjö i Wisconsin nästa vår innan de sätter in robotsonden till de antarktiska vattnen i november 2008. Där kommer enheten att testas i en månad; forskare kommer att spendera åtta timmar om dagen med att mäta.
Att bestämma biogeografin för Antarktis-sjön kan vara en modell för livet på Mars, så om du föreställer dig hur livet överlevde på Mars, för typ tre miljarder år sedan, kan det vara som den torra dalen av sjöar i Antarktis, säger Chris McKay , en planetforskare vid NASA och en projektmedarbetare. Att kartlägga ett ekosystem under sjön kommer att hjälpa forskare att bättre förstå hur liv kan överleva på istäckta hav på månar som Jupiters Europa.