Lidarski sistem, ki se uporablja za odkrivanje bioloških nevarnosti v zraku na Zemlji, lahko pomaga NASI pri iskanju nezemeljskega življenja na Marsu in drugje v sončnem sistemu.
V dvajsetih letih, ko je Branimir Blagojevich razvil senzor za vojsko za zaznavanje bioloških nevarnosti v zraku, ni imel pojma, da bi njegovo tehnologijo kasneje lahko uporabili za iskanje nezemeljskega življenja.
Njegovo izvirno delo se je osredotočilo na uporabo novega lidarja (Light Detection in Ranging light light meter) in je temeljilo na enakih načelih, ki se uporabljajo v radarju. Toda namesto radijskih valov lidar uporablja laserski žarek za zaznavanje predmetov in merjenje razdalje do cilja. Zato se pogosto imenuje "svetlobni radar".
Blagojevich, ki je zdaj NASA-jev tehnolog v Goddard Space Flight Centru v Marylandu, je spoznal, da se tehnologija, ki temelji na iskanju toksinov in patogenov v zraku, lahko uporablja zunaj Zemlje in bi lahko celo prispevala k misiji NASA za iskanje življenja (ki je bila ali je ) na Marsu.
»Če je življenje na Marsu obstajalo v preteklosti, ga lahko s pomočjo takšnega orodja odkrijemo,« je povedal Blagojevich.
Zdaj je vsaka misija, namenjena Marsu, zelo omejena pri iskanju življenja (preteklosti ali sedanjosti). Na primer, marsovski znanstveni laboratorij roverja Curiosity lahko vzame vzorec regolita (prašna prašna "zemlja", ki pokriva Rdeči planet), v upanju, da je biološka kemija v majhni količini zemeljskega kamna. Toda fizični stik z materialom, ki ga analiziramo, je problem. Obstaja nevarnost kontaminacije „nedotaknjenega“ vzorca s kopenskimi snovmi, kar bo potencialno izkrivilo rezultate preskusov. Poleg tega je to počasen in težaven postopek: robot mora priti na svoje mesto, zbrati in analizirati vzorce. To pomeni, da je mogoče vzeti zelo malo vzorcev s katerekoli lokacije. Lahko se zgodi, da bo vzorec, ki ga analizirajo orodja roverja, popolnoma sterilen. Ampak le nekaj metrov od mesta lahko umazanijo z organsko kemijo. In brez vednosti robota ali njegovih zemeljskih kontrolorjev, ne bi nikoli vedeli za to.
Za Blagojevicha izgleda, da iščemo iglo v plastu sena. Ampak stanje je veliko slabše, ker sploh ne vemo, kje je ta plast sena.
Kako zmanjšati možnosti za iskanje biološkega materiala na Marsu? Eden od načinov je lahko uporaba njegovega bioindikatorskega instrumenta Lidar ali preprosto „BILI“.
Mars ni laser za tuje uporabnike. Radovednost zdaj uporablja ChemCam, da razstreli kamenje v laser. Istočasno lahko njeni senzorji preučujejo paro, da bi dešifrirali njeno kemično sestavo. Vendar pa bodo marsovske pasme zaščitene pred BILI.
Blagojevich, ki sodeluje z NASA planetarnimi znanstveniki Melissa Trainer, Alexanderom Pavlovom in Melisso Floyd, upa, da bo namestil lidarski sistem za prihodnjega roverja. Delovalo bo enako kot ChemCam na Curiosity. Vendar ga ne zanimajo geološke značilnosti, ampak delci v Marsovem ozračju. Med misijo bo rover pregledal okolje za prašne oblake. Po odkritju, verjetno nad težko dostopnim naklonom, bi ustrelil ultravijolične laserje v prah.
Ko laserski žarek udari na posamezne delce prahu, bo povzročil, da bodo svetloba odzvala. Ta pojav se imenuje cvetenje. Svetlobo teh fluorescentnih delcev lahko nato izmerimo in pokažemo, iz katerih kemikalij jih sestavljajo. Če je v prahu vse organske snovi (bioindikatorji), lahko BILI dekodira njegov signal. In glavna stvar je, da se celoten proces izvaja na daljavo, morda več sto kilometrov od roverja. To pomeni, da lahko skenirate veliko območje okrog roverja in izračunate onesnaženost in organsko kemijo, kar precej poenostavlja raziskave.
"To bo povečalo verjetnost, da bomo našli življenje s premikanjem mehanizmov na površini Marsa," je dejal Blagojevich.
Stave na Mars so očitne in obstaja možnost, da se za skeniranje prašnih rdečih curkov vidijo rove z BILI tehnologijo. Ali se lahko ta tehnologija uporabi za lov za življenje drugje v sončnem sistemu?
»Zunaj Marsa smo naredili nekaj simuliranih izračunov, ali lahko to orodje deluje na zamrznjenih svetovih, kot sta Enceladus ali Evropa,« je povedal Blagojevich.
Enceladus je eden od skrivnostnih satelitov Saturna, ki ima debelo lupino ledu okrog podzemnega oceana. Zaradi plimske interakcije z Saturnom, Enceladus proizvaja toploto v svojem jedru, ki vsebuje podtalnico v tekočem stanju. Njegov ocean je zelo zanimiv za astrobiologe, saj po analogiji z zemljo tekoča voda pomeni življenje.
Notranje ogrevanje in stalna napetost na lupini ledu povzročata, da tekoča voda izbruhne na lunini površini, kot pri odpiranju pokrovčka na steklenici Koksa. V prostoru se izgubi velika količina pare, ki ustvarja vlak. Če je v tej vodi prisotna zunajzemeljska biologija, se sprosti tudi v vesolje.
Misija NASA Cassini je uporabila senzorje na krovu, da bi "preizkusila" te curke, ko so šli mimo (na sliki zgoraj), vendar je potrebna podrobna analiza. Ali je mogoče na misijo Saturn flyby namestiti BILI, da bi posneli laser v oblak in videli, če obstajajo organske kemikalije? »To bo precej izziv. Dejstvo je, da imajo vodni curki na Enceladusu zelo nizko gostoto v primerjavi s prašnimi delci v marsovskem zraku, «je povedal Blagojevich. Zato, da bi odkrili nekaj, kar bi vesoljsko plovilo moralo leteti na razdalji 50 km od lune in mora biti laser v območju 1 W, da bi zaznal cvetenje.
"To je mogoče, vendar zahteva močnejši ultravijolični laser, ki lahko postane resničnost za prihodnje misije letenja, ali pa ne more," je dodal.
Glede Evrope Blagojevich opozarja, da uporaba lidarskega sistema, ki nima očitnih curkov z dolgim trajanjem, bo odvisna od tega, ali ob njeni površini obstajajo obstoječi aerosoli. Evropa v primerjavi z Enceladusom zmaga pri iskanju življenja. Nekatera optimistična predvidevanja kažejo, da lahko tam srečate celo večcelično življenje.
Ker kemijo poznamo iz notranjosti luninih ciklov (preko aktivne ledene tektonike), če je v oceanih Evrope biologija, lahko najdemo dokaze na ledeni površini. In če obstaja mehanizem, ki te organske kemikalije prisili, da se dvignejo nad led, se lahko BILI uporabi za odkrivanje teh skrivnosti.
