Лидарната система, използвана за откриване на въздушни биологични опасности на Земята, може да помогне на НАСА да търси извънземния живот на Марс и другаде в Слънчевата система.
През 2000-те години, когато Бранимир Благоевич разработи сензор за военните, за да открие биологични опасности във въздуха, той нямаше представа, че технологията му може по-късно да бъде използвана за търсене на извънземни.
Неговата оригинална работа се фокусира върху използването на новия lidar (Light Detection и Ranging - light meter) и се основава на същите принципи, които се използват в радара. Но вместо радиовълни, лидар използва лазерен лъч за откриване на обекти и измерване на разстоянието до целта. Затова често се нарича „светлинен радар“.
Благоевич, който сега е технолог от НАСА в Космическия център на Годард в Мериленд, осъзна, че технологията, базирана на търсенето на токсини и патогени във въздуха, може да се използва извън Земята и може дори да допринесе за мисията на НАСА за търсене на живот (която беше или е ) на Марс.
"Ако в миналото животът е съществувал на Марс, тогава с помощта на такъв инструмент можем да го открием", каза Благоевич.
Сега всяка мисия, насочена към Марс, е много ограничена в търсенето на живот (минало или настояще). Например, марсианската научна лаборатория на Rover на Curiosity може да вземе проба от реголит (прашна пудра "почва", покриваща Червената планета), надявайки се, че има биологична химия в малко количество смлян камък. Но физическият контакт с всеки материал, който се анализира, е проблем. Съществува риск от замърсяване на „непокътнатата“ проба с сухоземни вещества, което потенциално би нарушило резултатите от изпитването В допълнение, това е бавен и труден процес: роботът трябва да намери място, да събере и анализира проби. Това означава, че много малко проби могат да бъдат взети от всяко определено място. Възможно е пробата, анализирана с инструментите на ровера, да бъде напълно стерилна. Но само на няколко метра от мястото може да бъде мръсотия с органична химия. И без знанието на робота или неговите земни контролери, никога нямаше да знаем за него.
За Благоевич, изглежда, че търсим игла в купа сено. Но ситуацията е много по-лоша, защото дори не знаем къде е този купа сено.
Как да се намалят шансовете за намиране на биологичен материал на Марс? Един от начините може да бъде използването на неговия биоиндикатор Лидар Инструмент, или просто “BILI”.
Марс не е непознат за лазерите. Любопитството сега използва ChemCam, за да взриви камъни в лазер. В същото време нейните сензори могат да изследват парата, за да дешифрират химическия му състав. Марсианските породи обаче ще бъдат защитени от BILI.
Благоевич, работещ с планетарните учени на НАСА Мелиса Тренер, Александър Павлов и Мелиса Флойд, се надява да инсталира лидарна система за бъдещия роувър. Тя ще работи по същия начин като ChemCam на Curiosity. Но той не се интересува от геоложки черти, а от частици в марсианската атмосфера. По време на мисията, роверът ще сканира средата за прахови струи. След като откри, вероятно над труднодостъпния склон, щеше да изстреля ултравиолетови лазери в прах.
Когато лазерният лъч удари отделни частици прах, това ще ги накара да произведат светлина в отговор. Това явление се нарича цъфтеж. Светлината от тези флуоресцентни частици може след това да бъде измерена и показана от какви химикали се състои. Ако има някаква органична материя (биоиндикатори) в праха, BILI може да декодира своя сигнал. И най-важното е, че целият процес се извършва дистанционно, може би стотици километри от ровера. Това означава, че можете да сканирате огромна площ около ровера и да изчислите замърсяването и органичната химия, което значително опростява изследванията.
"Това ще увеличи вероятността да се намери живот чрез преместване на механизмите на повърхността на Марс", каза Благоевич.
Залозите на Марс са очевидни и има възможност да се видят ровери с BILI технология за сканиране на прашни червени струи. Но може ли тази технология да се използва за лов за живот на друго място в Слънчевата система?
„Извън Марс, направихме няколко симулирани изчисления дали този инструмент може да работи върху замразени светове като Енцелад или Европа“, каза Благоевич.
Енцелад е един от мистериозните сателити на Сатурн, който има дебела ледена обвивка около подземния океан. Поради приливното взаимодействие със Сатурн , Енцелад произвежда топлина в ядрото си, която съдържа подземни води в течно състояние. Неговият океан е от голям интерес за астробиолозите, защото, по аналогия с Земята, течната вода означава живот.
Вътрешното нагряване и постоянното натоварване на ледената обвивка водят до изригване на течната вода на лунната повърхност, като при отваряне на капачка на бутилка от кока-кола. В пространството се губи огромно количество пара, създавайки влак. Ако в тази вода се намира извънземна биология, тя също се освобождава в космоса.
Мисията на НАСА Касини използва сензорите на борда, за да „пробва“ тези джетове, когато минават покрай тях (на снимката по-горе), но е необходим подробен анализ. Възможно ли е да инсталирате BILI на мисията на Сатурн, за да застреляте лазер в шлейфа и да видите дали има органични химикали? - Това ще бъде доста предизвикателство. Факт е, че водните струи на Енцелад имат много ниска плътност в сравнение с праховите частици в марсианския въздух, ”каза Благоевич. Следователно, за да се открие нещо, което един космически кораб ще трябва да лети на разстояние от 50 км от повърхността на Луната и лазерът трябва да бъде в диапазона от 1W, за да се открие всяко цъфтене.
"Това е възможно, но изисква по-мощен ултравиолетов лазер, който може да се превърне в реалност за бъдещи полетни мисии, или не може", добави той.
Що се отнася до на Европа, Благоевич предупреждава, че без очевидни струи с голяма продължителност, използването на лидарната система ще зависи от това дали има някакви съществуващи аерозоли близо до неговата повърхност. Европа, в сравнение с Енцелад, печели по въпроса за намирането на живот. Някои оптимистични прогнози предполагат, че дори може да срещнете многоклетъчен живот там.
Тъй като ние познаваме химията от вътрешността на лунните цикли (чрез активна ледена тектоника), ако има биология в океаните на Европа, тогава могат да бъдат намерени доказателства върху ледената повърхност. И ако има някакъв механизъм, принуждаващ тези органични химикали да се издигат над леда, тогава може би BILI може да се използва за разкриване на тези тайни.
