Các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts đã phát triển một kỹ thuật quang phổ mới có thể giúp khám phá các dấu hiệu của sự sống trên sao Hỏa.
NASA đang đặt mục tiêu phóng tàu tự hành sao Hỏa mới nhất của mình vào năm 2020, với mục đích tìm kiếm một khu vực trên Hành tinh Đỏ để tìm bằng chứng về sự sống của vi sinh vật cổ đại.
Công việc của xe tự hành Mars 2020 sẽ là thu thập các mẫu hoặc đá và đất để sau đó quay trở lại Trái đất để nghiên cứu các dấu hiệu của sự sống. Tuy nhiên, một trong những thách thức lớn nhất mà xe tự hành phải đối mặt là nguy cơ nó có thể chọn các trầm tích có lịch sử đã bị tẩy trắng bởi các quá trình địa chất. Phương pháp mới sẽ giúp xe thám hiểm nhanh chóng xác định bất kỳ mẫu nào chưa được thay đổi và lưu trữ chúng để phân tích trong tương lai.
Kỹ thuật này được gọi là quang phổ Raman và được các nhà địa chất sử dụng trên Trái đất để xác định thành phần hóa học của đá. Xe tự hành sao Hỏa sẽ được trang bị một thiết bị gọi là SHERLOC (Quét môi trường có thể ở được bằng Raman và phát quang để tìm chất hữu cơ và hóa chất), cho phép nó thực hiện quy trình.
Quang phổ Raman dựa trên nguyên tắc các nguyên tử và phân tử rung động ở các tần số khác nhau tùy theo những gì chúng bị ràng buộc, có nghĩa là phép đo các rung động này có thể tiết lộ cấu tạo của một mẫu đá chẳng hạn. Trong trường hợp thử nghiệm trên sao Hỏa, kỹ thuật này sẽ được sử dụng để xác định xem một mẫu có chứa chất carbon hay không, có thể chỉ ra dấu hiệu của sự sống. Hơn nữa, phép phân tích có thể được thực hiện không xâm lấn và không làm hỏng mẫu.
Roger Summons, giáo sư khoa học trái đất, khí quyển và hành tinh tại MIT đã đưa ra một vấn đề với kỹ thuật này; cụ thể là quang phổ Raman không phải lúc nào cũng cho kết quả rõ ràng. Chẳng hạn, phổ Raman của một mẩu than trên Trái đất có thể trông giống như một hạt trong thiên thạch từ không gian.
Ông nói: “Chúng tôi không có cách nào để phân biệt một cách chắc chắn giữa chất hữu cơ từng có nguồn gốc sinh học với chất hữu cơ đến từ một số quá trình hóa học khác.
Một nhà khoa học nghiên cứu tại MIT tên là Nicola Ferralis đang tìm cách giải quyết vấn đề này. Cô phát hiện ra rằng các đỉnh trong quang phổ Raman có thể được sử dụng để ước tính tỷ lệ hydro so với các nguyên tử carbon trong các mẫu. Điều này rất hữu ích vì đá càng bị nung nóng nhiều thì càng có nhiều hydro bị mất dưới dạng khí mê-tan. Do đó, việc có thể giải mã tỷ lệ hydro-cacbon trong một mẫu có thể cho các nhà khoa học biết liệu mẫu đó đã bị thay đổi về mặt địa chất hay liệu đó có phải là mẫu nguyên sơ đã sẵn sàng để nghiên cứu hay không.
Summons nói: “Điều này có thể giúp quyết định những mẫu nào mà xe tự hành năm 2020 sẽ lưu trữ. “Nó sẽ tìm kiếm chất hữu cơ được bảo quản trong trầm tích và điều này sẽ cho phép lựa chọn các mẫu có nhiều thông tin hơn để có khả năng quay trở lại Trái đất.”