Una tecnica di rilevamento che l'esercito americano utilizza attualmente per monitorare a distanza l'aria per rilevare sostanze chimiche potenzialmente pericolose per la vita, tossine, e patogeni ha ispirato un nuovo strumento che potrebbe "annusare" la vita su Marte e altri obiettivi nel sistema solare:il Bio-Indicator Lidar Instrument, o BILI.

Branimir Blagojevic, un tecnologo della NASA presso il Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland, in precedenza ha lavorato per un'azienda che ha sviluppato il sensore. Ha applicato la tecnologia per creare un prototipo di strumento, dimostrando nei test che la stessa tecnologia di telerilevamento utilizzata per identificare i rischi biologici nei luoghi pubblici potrebbe anche essere efficace nel rilevare le biofirme organiche su Marte.

BILI è un lidar a base di fluorescenza, un tipo di strumento di telerilevamento simile al radar in linea di principio e funzionamento. Invece di usare le onde radio, però, gli strumenti lidar utilizzano la luce per rilevare e infine analizzare la composizione delle particelle nell'atmosfera.

Sebbene la NASA abbia utilizzato strumenti a fluorescenza per rilevare le sostanze chimiche nell'atmosfera terrestre come parte della sua ricerca sugli studi sul clima, l'agenzia finora non ha impiegato la tecnica negli studi planetari. "La NASA non l'ha mai usato prima per l'esplorazione planetaria a livello del suolo. Se l'agenzia lo sviluppa, sarà il primo di un genere, " ha detto Blagojevic.

Il "senso dell'olfatto" di un rover

Come strumento di esplorazione planetaria, Blagojevic e la sua squadra, Gli scienziati di Goddard Melissa Trainer e Alexander Pavlov, immagina BILI principalmente come "l'olfatto di un rover".

Posizionato sull'albero di un rover, BILI avrebbe prima scansionato il terreno alla ricerca di pennacchi di polvere. Una volta rilevato, lo strumento, poi avrebbe comandato ai suoi due laser ultravioletti di pulsare luce sulla polvere. L'illuminazione causerebbe la risonanza o la fluorescenza delle particelle all'interno di queste nuvole di polvere. Analizzando la fluorescenza, gli scienziati potrebbero determinare se la polvere conteneva particelle organiche create in tempi relativamente recenti o in passato. I dati rivelerebbero anche la dimensione delle particelle.

"Se ci sono le firme biologiche, potrebbe essere rilevato nella polvere, " Blagojevic ha detto

La bellezza di BILI

La bellezza di BILI, Blagojevic ha aggiunto, è la sua capacità di rilevare in tempo reale piccoli livelli di materiali organici complessi da una distanza di diverse centinaia di metri. Perciò, potrebbe cercare autonomamente bio-firme nei pennacchi sopra pendii ricorrenti, aree non facilmente attraversabili da un rover che trasporta una varietà di strumenti in situ per analisi chimiche e biologiche dettagliate. Per di più, perché potrebbe fare un'analisi dell'aerosol a livello del suolo da lontano, BILI riduce il rischio di contaminazione del campione che potrebbe alterare i risultati.

"Questo rende il nostro strumento un eccellente strumento complementare di rilevamento organico, che potremmo usare in tandem con più sensibili, spettrometri di massa a sensore puntiforme che possono misurare solo una piccola quantità di materiale alla volta, " ha detto Blagojevic. "Le misurazioni di BILI non richiedono materiali di consumo diversi dall'energia elettrica e possono essere eseguite rapidamente su un'ampia area. Questo è uno strumento di indagine, con un naso per certe molecole."

Con uno strumento del genere, che potrebbe anche essere installato su un veicolo spaziale orbitante, La NASA potrebbe aumentare drasticamente la probabilità di trovare bio-firme nel sistema solare, Ha aggiunto. "Siamo pronti per integrare e testare questo nuovo strumento, che sarebbe in grado di rilevare un certo numero di biofirme organiche, " Blagojevic ha detto. "Il nostro obiettivo è aumentare la probabilità della loro scoperta".

Lunga eredità

Blagojevic spera di far progredire ulteriormente BILI rafforzando il design, riducendone le dimensioni, e confermando che può rilevare piccole concentrazioni di un'ampia gamma di molecole organiche, in particolare negli aerosol che si troverebbero a livello del suolo su Marte.

"Questa tecnica di rilevamento è il prodotto di due decenni di ricerca, "Blagojevic ha detto, riferendosi alla tecnologia creata dal suo ex datore di lavoro, Servizi scientifici e ingegneristici, LLC..

Blagojevic e il suo team hanno utilizzato il Center Innovation Fund della NASA, o CIF, per far progredire la tecnologia. CIF stimola e incoraggia la creatività e l'innovazione all'interno della NASA, targeting meno maturo, ma promettenti nuove tecnologie.