Urey探測器

概述

美國“鳳凰”號探測器已於台北時間2008年5月26成功登入火星

對於人類來說,航天事業又進了一大步。

與此同時,歐洲也在策劃探測火星,尋找生命之源。

歐洲的研製的火星探測器,據說命名“尤里”,英文Urey。

相信在不久的將來火星必將對人類解開它的神秘面紗。

“尤里”概念圖

尤里概念圖

Urey探測器尤里概念圖

“尤里”概念圖

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英國《新科學家》雜誌報導,如果火星上確有生命存在,那么也許不久後會被一種新型的探測儀器發現,這種探測儀器被設計用於檢測生物活性的微妙化學蹤跡。

尋找胺基酸

新儀器名為“尤里”(Urey),將於2013年隨歐洲航天局ExoMars火星探測器一同飛赴太空,目前已從美國宇航局獲得200萬美元研發經費。新儀器以美國著名物理學家哈羅德·尤里(Harold Urey)的名字命名,他曾因發現氘獲得1934年諾貝爾獎。尤里的研究發現,稱為胺基酸的生物化學構建單元或能在早期地球的大氣中產生。“尤里”的一個重要任務就是去火星尋找胺基酸。

生命的化學跡象很不確定,科學家希望“尤里”能辨出火星上的胺基酸是由活的有機體生成,還是由其他一些進程產生。若要做到這一點,關鍵是測量每一種胺基酸的對稱性,或“手性”(chirality)。一個化合物的分子與其鏡像不能互相疊合,則必然存在一個與鏡像相應的化合物,這兩個化合物之間的關係,相當於左手和右手的關係,即互相對映。分子的這種特性稱為手性,並分為L型和D型。

儀器開發小組負責人、美國加州聖迭戈分校的傑弗里·巴達(Jeffrey Bada)表示,“地球上的生命是基於手性分子,所以,我們的推斷是,這是生物化學的一個重要特點。”科學家從地球生命吸取的經驗是,生物僅會採用兩個手性型號中的一個,亦即不是L型,就是D型。陸地生命中所有的胺基酸都是L型的,相比之下,合成胺基酸以L型和D型兩個均等的混合形式存在。

靈敏度極高

“尤里”將載有一個“晶片上的實驗室”,在這個特殊的實驗室中,通過一個稱為電泳分離法的過程,不同的化學物經由一套滿是液體的通道進行分離。按照物理學定律,不同的離子會在電場中以不同的速度移動,電泳分離法充分利用了這一規律。“尤里”可以根據特定胺基酸的兩種形式同另一種手性分子g-cyclodextrin的反應,對它們進行區別。

另外,這一儀器重量輕,耗電量低,這兩點對該技術在太空任務中的套用至關重要,而且,它對特定化學物非常敏感,即使這種化學物的數量極少。巴達在接受《新科學家》雜誌採訪時表示:“我們的儀器現在能觀測到很細微的分子水平。”

這種技術的敏感度超過美國宇航局“鳳凰”號火星登入車上攜帶的化學分析儀器。“鳳凰”號已於5月25日登入火星表面。另外,它還比20世紀70年代的“海盜”號探測器攜帶的探測儀器靈敏度高了不少。“海盜”號攜帶了氣相色譜-質譜聯用儀,但並不是設計用於檢測手性。

鑽孔取樣

巴達表示,理想的結果是“尤里”只能發現D型胺基酸。鑒於從生物化學的種種變化,就可了解我們人類自身發展的事實,D型胺基酸的發現將是地外生命真正存在的令人信服的證據。巴達表示,“但是,如果我們發現L型胺基酸,那么情況會變得更為複雜。這種情況可能意味著,在地球和火星上有生命的時候,二者碰巧都選擇了L型胺基酸。

抑或是,上述情況意味著,我們在某種程度上存在著關聯,即來自地球的微生物在火星上播下了生命的種子,反之亦然。即使火星上的生命已經絕跡,它也應留下一些化學化石。ExoMars探測器將攜帶一台鑽孔機上天,任務期間,鑽孔機能深入火星表面2米處,取出土壤樣本。這裡處於氧化的高層大氣之下。在氧化的高層大氣中,大多數有機分子將被迅速破壞。

幾十億年來,緩慢的化學過程也許會改變某些分子的手性狀態。所以,如果“尤里”最終發現的多是D型胺基酸,只有少量L型胺基酸(抑或多是L型胺基酸,只有少量D型胺基酸),那么我們就會據此推測,火星上曾有生命存在,但是,這是很久之前的事情了。

尤里概念圖

參考資料:

新華科技http://news.xinhuanet.com/tech/2008-05/19/content_8205742.htm

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