前沿丨NASA推出尋找外星生命的新「武器」

廣袤深邃的宇宙中存在著外星生命嗎？雖然目前為止，這個問題並沒有明確的答案，然而對於尋找外星生命的可能性，各個研究機構可是一直保持著高度的熱情。NASA作為這些「求道者」之一，也一直不斷推出各種尋找外星生命的新「武器」。

近日，NASA就推出了一款新型化學分析儀作為尋找外星生命的新貨。化學分析儀在NASA的實驗室里並不少見，而這款分析儀又有何特別之處呢？

不同尋常的「化學筆記本」

當在陌生的深空世界中搜索生命的跡象時，你是否希望攜帶的設備小而輕便呢？答案是肯定的，而這也是這款化學分析儀最初設定的外觀要求。

這款化學分析儀由NASA噴氣推進實驗室（JPL）開發，從外觀看，它和普通筆記本電腦大小差不多，然而卻不同於任何一款傳統筆記本電腦。這款「化學筆記本電腦」可以檢測出構成生命基礎的氨基酸和脂肪酸，從而尋找到存在於其它星球的生命跡象。

「它可以像筆記本電腦一樣根據不同檢測任務而重新編程，」該項目研究人員費爾南達·莫拉說，「作為一個『化學筆記本電腦』，針對不同的氨基酸和脂肪酸，它擁有不同的應用程序。」為存儲一些化學分析組件，它比普通筆記本更厚重些。

與普通筆記本不同，這款「筆記本」不會遇到液體就停止工作，相反它的工作就是檢測液體樣本。它類似於一個小型便攜的實驗室，由於內置分析設備，它能更容易更快捷地收集數據，執行對氨基酸和脂肪酸不同過程的化學分析。

研究人員希望有一天它能被發送到另一個行星如火星或木衛二上進行探索。

敏感的「生命搜索儀」

眾所周知，蛋白質對細胞的所有活動至關重要，而氨基酸是構成蛋白質的重要組件，脂肪酸是細胞膜的重要組成部分，它們都是生命不可缺少的來源。因此，研究員們堅信發現它們則表明生命存在。

JPL實驗室博士後傑西卡·克里莫表示：「如果這個儀器被送上太空，將成為這類檢測設備中最敏感的一款，也將成為第一款可同時尋找氨基酸和脂肪酸的儀器。」

氨基酸通常以兩種類型出現，左手型和右手型。正如人的左右手一樣，這些氨基酸互為鏡像，這些分子在同一序列上包含著同樣的物質，但是正是因為它們互為鏡像，才從根本上不同。

地球上的生命只用到了左手氨基酸，這個標準已在早期就被採用，就像80年代，VHS成為標準的視頻代替Beamax一樣。而在其他世界中的生命可能會用到右手型氨基酸，同時，科學家們還會尋找脂肪酸的碳鏈長度，這也是有機體存在或曾經存在的標誌。

但是他們更感興趣的是左手氨基酸和右手氨基酸的比率。

「如果測試發現了左手型和右手型的氨基酸混合物，就可以斷定，這個樣本並非生命的起源。」莫里克表示，「但是一旦發現了左手型或者右手型氨基酸，這就可以成為迄今為止其他星球存在生命的證據。」

「化學筆記本」的使用說明

「化學筆記本」在工作過程中通過電池供給電源，並且需要實驗樣本為液體才能進行分析。而火星環境十分乾燥，在這個很難分析到液體樣本的環境中，「化學筆記本」又該如何工作呢？研究團隊聯合JPL的路德·比格爾將「咖啡機」技術應用其中，巧妙地解決了這個問題。

眾所周知，在使用咖啡機時，水會通過導管與咖啡粉充分混合，從而形成一杯香醇濃郁的咖啡。而「化學筆記本」在工作過程中也會將樣本放入特定通道，與水混合加熱至100℃以上，而後分析散發出來的含有有機分子的液體。NASA「好奇」號火星車攜帶的「火星樣本分析儀（SAM）」採用了同樣的工作原理，不過它並沒有使用液體。

當液體樣本被送入「化學筆記本」中，儀器會通過摻入一種熒光染料，來指示氨基酸或脂肪酸。液體樣本流入內部的微型晶元時，氨基酸或脂肪酸能夠自動分離，在分離管道的尾部是檢測激光。當通過激光檢測時，熒光染料可以讓研究人員看到與氨基酸或者脂肪酸有關的信號。在微型晶元內部的「分離通道」中，已經添加了混有樣本的化學添加劑。這些化學添加劑中的一些類型只能與右手型氨基酸發生反應，而另一些只能與左手型氨基酸發生反應。這些添加劑會改變不同氨基酸類型在分離通道中的存留時間，進而讓科學家判斷樣本中氨基酸的類型。

目標：深空探索

了解了「化學筆記本」的工作原理，我們可以發現，這款分析儀對於氨基酸和脂肪酸的辨別非常嚴格而精準，克里莫表示，這個 「化學筆記本」 是目前能夠離開地球的精度最高的設備。而這款「化學筆記本」的未來應用也將會側重深空探索。

2014年，研究人員曾將「化學筆記本」放在測試火星車中，做了一個區域性的實驗。

「這是這個設備第一次在實驗室外進行測試，」莫里表示，「這是演示這個可攜帶全自動化儀器在這個領域可以應用的第一步。」

在這次測試中，「化學筆記本」分析了一個名為「綠銹」的樣本。這種礦物的組成分層中含有有機分子，這些分子可以作為生命起源的象徵。

JPL的研究負責人彼得·威利斯表示：「我們的終極目標是將這個儀器放在火星探測車上，所以第一次實驗室外的測試也是這麼做的。」從那時起，威利斯和莫拉就一直致力於改進「化學筆記本」的工作靈敏度，以便能檢測到更少量的氨基酸或者脂肪酸。

現在，這款儀器能夠測量濃度低於萬億分之一的樣本。「這款『化學筆記本』對於未來探索土衛二和木衛二的冰雪世界的目標也擁有著非常有效的作用。你只需要融化一點點雪，就可以直接作為樣本進行分析了。」克里莫表示。

值得一提的是，這款「化學筆記本」未來不僅會在深空探索中大顯身手，在地球人類的生活中它也會得到更多應用。它可以用於進行環境監測，在各種地點進行樣本分析，而不用把它們帶回實驗室。

除此之外，它還可以用作藥品監控，確定藥品中的成分是否合法。可見，這款小而便攜的「化學筆記本」不僅對外星生命探索具有很大幫助，也將會為地球人類的生活帶來更多的便利與革新。伴隨著未來更廣闊領域的應用，我們期待著這款小小的「化學筆記本」帶給我們更多的驚喜！

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