Представьте инструмент, который умеет «обнюхивать» камни на другом мире, выпаривать из них атомы и по составу пара определять, прячется ли в породе что-то живое — или хотя бы его следы. Именно такую штуковину — компактную связку из лазера, ионной ловушки и масс-спектрометра — американские исследователи планируют отправить на Марс. Идея не то чтобы нова, но её нынешнее воплощение обещает обойтись без громоздких буров и манипуляторов, с которыми мучились предшественники. Учёные уже проверяли гипотезу панспермии и искали на Марсе ДНК с помощью компактного сканера размером с обувную коробку.

Прадедушка по имени «Викинг»

Первый намёк на такой подход появился ещё в 1970-х, когда NASA высадило на Красную планету аппараты «Викинг». Те неуклюжие, по нынешним меркам, роботы собирали образцы почвы, нагревали их в своей камере и анализировали выделившийся газ — по сути, примитивный масс-спектрометрический анализ. Результаты тех экспериментов до сих пор вызывают споры: одни учёные считают, что «Викинг» уловил дыхание марсианской жизни, другие — что сработала чисто химическая реакция. Похожие споры разгорелись, когда астробиолог NASA заявил об обнаружении окаменелых инопланетных бактерий в метеоритах. Но сам принцип — нагрей, испари, взвесь ионы — засел в головах инженеров.

В ноябре 2010 года Марсианская научная лаборатория NASA дала старт новому проекту. Задача — переизобрести «Викинг» для XXI века. Точнее, сделать инструмент, который не просто повторит старый трюк, а обойдёт его главные недостатки. Исходный метод требовал физического контакта с породой: разрезать, собрать, переместить внутрь камеры. Каждое такое действие на Марсе — риск для механизмов и огромный расход энергии, не говоря уже о том, что сам аппарат становится тяжелее и дороже.

Лазер вместо лопаты

Выход нашли в технологии, которую называют лазерной абляцией. Принцип до смешного прост: лазерный луч бьёт в поверхность камня, мгновенно испаряет крошечную порцию вещества и создаёт облачко плазмы. Дальше в дело вступает ионная ловушка — она захватывает заряженные частицы из этого облачка и аккуратно направляет их в масс-спектрометр. Тот раскладывает ионы по массе и заряду, рисуя химический портрет образца. Никаких ковшей, буров и печей — просто навёлся, выстрелил, прочитал.

Такой «комбинированный марсоход», как его окрестили разработчики, обещает стать незаменимым ассистентом на каменистых равнинах. Он сможет сканировать скалы, грунт, возможно, даже атмосферу — и всё это без сложной механики отбора проб. Самое заманчивое: систему можно разместить прямо на манипуляторе марсохода, и она не будет мешать другим приборам. В лабораторных испытаниях прототип уже оправдал надежды — учёные подтвердили, что связка «лазер–ловушка–спектрометр» работает слаженно и точно.

Тоньше, легче, умнее

Правда, дьявол, как обычно, в деталях. Чтобы инструмент уместился на манипуляторе, его предстоит серьёзно уменьшить. Сейчас инженеры бьются над миниатюризацией: чем компактнее прибор, тем меньше он жрёт энергии и тем проще его интегрировать в уже существующие платформы. Задача не из лёгких, но ставки высоки. Ведь именно от такого «комбайна» будет зависеть, сумеем ли мы наконец уловить признаки жизни — древней или даже нынешней — на соседней планете. Возможно, искать стоит там, где когда-то текли горячие источники, — следы таких источников уже находили в марсианском кратере.

Масс-спектрометрия, напомним, давно и успешно применяется на Земле для определения состава веществ — от криминалистики до фармацевтики. Она измеряет количество и качество заряженных частиц, которые образуются при ионизации образца. Перенести этот метод на Марс пытались не раз, но только сейчас технологии позволяют сделать его по-настоящему мобильным и автономным. Если всё получится, марсоходы перестанут быть просто фотографами и бурильщиками — они превратятся в нюхачей, способных учуять жизнь за миллионы километров от дома.