Homerstadgan om UVA:s södra gräsmatta blickar mot månen och bortom. Kredit:Sanjay Suchak, University Communications
Fanns det någonsin liv på månen? Hur är det på andra planeter?
Med USA planerat att sprängas iväg snart för att kretsa runt månen – dess första resa dit på 50 år – försöker University of Virginia och NASA:s Artemis-rymduppdrag att svara på stora frågor som dessa, samtidigt som de pressar omfattningen av vad som kan analyseras på främmande jordar. .
Den nya samarbetsforskningen kommer att ta formen av en rörande sond på marknivå. Det kommer inte att göras i tid för denna första obemannade uppskjutning, naturligtvis.
Istället kan tekniken vara en del av ett framtida uppdrag till månen – och kanske bortom. Rymdprogrammet överväger också att sätta människor på Mars.
"Grundtanken med detta NASA-finansierade projekt är att erhålla biologiska och elementära signaturer, samt att upptäcka ytmorfologi, för att avgöra om det fanns något liv", säger ingenjörsprofessorn och huvudforskaren Mool Gupta, i vars laserlabb en nyckeldel av tekniken kommer att skapas.
"Vissa typer av kemisk sammansättning kan berätta för oss om det fanns liv där. Och genom att skanna kan det finnas spår av biologiskt liv i form av celler."
Han tillade dock att det bara skrapar på ytan.
Forskarna vill svara på en mängd frågor om terrängens övergripande makeup, inklusive dess underyta, och hur den har utvecklats. UVA:s långvariga styrka inom fotonik kommer att vara avgörande.
MOCAPS att vandra och titta
Guptas ambitiösa projekt går av MOCAPS för kort. Det står för den mer långvariga "miniatyriserade, multifunktionella, mikroskopiska organisk/oorganiska sammansättningsanalytiska sonden för planetär in situ spektroskopi."
I grund och botten bygger han och hans medarbetare ett vetenskapligt instrument för en autonom mini-rover. Den optiska sondens huvud kommer att se sig omkring och analysera stenar, is och andra markprover.
Mool Gupta står vid en station där delar av roverns lilla laserhuvud ska utvecklas. Kredit:Dan Addison, University Communications
Det lilla, rörliknande huvudet väger mindre än ett uns.
En effektiv storlek är viktig för att spara utrymme på flygningen och energi när du är där. Även om sonden kommer att ströva, kommer rovern förmodligen inte att plocka upp fysiska föremål. All information som överförs kommer att vara elektronisk och överföras till NASA i realtid.
Sondens huvud kommer att ge informationen med hjälp av laserspektrometri – beroende på hur ljus sprids för att identifiera mineralelement – och en autofokuserande lins som kan ta ultrahögupplöst fotografering på mikroskopisk nivå.
"Spektrometrin skulle fungera på en extrem känslighetsnivå, en del per miljard", sa Gupta. "Detta kommer också att vara den första sonden som får en mikroskopisk bild, som kommer att få dig till upplösning av människohår."
Undersöka det förflutna och framtiden
Månen upprätthåller inte någon form av liv som inte ger sin egen adaptiva teknologi, eftersom det inte finns någon atmosfär. Det är därför astronauter bär rymddräkter.
Forskning publicerad i tidskriften Astrobiology 2018 teoretiserade dock att förhållanden som var gynnsamma för åtminstone enkla livsformer som bakterier kan ha funnits på månen under två perioder då jordens naturliga satellit sannolikt höll en atmosfär – men båda var för miljarder år sedan.
Aktiva mikrober skulle potentiellt kunna ha trivts i vattenpölar, till exempel.
Gupta sa att förståelse för tidigare och nuvarande förhållanden – inklusive att veta var livet kan ha blomstrat och hur det kan ha blomstrat – kommer att vara viktigt för att förbereda sig för framtiden.
Som ett praktiskt problem skulle alla framtida månkolonister inte bara behöva ta med sig extra saker, såsom ett växthus för att odla mat; de skulle behöva förstå vilken typ av jord de arbetar med och hur dess sammansättning förändras över tiden.
"Om de skickade upp växter kan växterna uppenbarligen inte växa i kylan", sa Gupta. "De skulle behöva skapa en miljö av ballongtyp, och för mineralnäringsämnena skulle de behöva extrahera dem från jorden och använda dem som de behöver."
Men för MOCAPS kommer månen inte att vara ett självändamål. Det kommer också att vara en provningsplats, ett test som förberedelse för mer utmanande miljöer i solsystemet. + Utforska vidare
