微縮版化學實驗室參與火星生命探測

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雖然人們已經知道，火星表面的環境不適宜我們已知的大多數生命形式存在，但有證據表明，很久以前，火星表面可能曾經存在液態水。科學家已經觀測到火星表明的乾涸河床和礦床，這些結構都只有在液態水存在的時候才可能形成。長期以來，多項研究都旨在尋找火星上曾經存在生命的證據。預計2020年抵達火星的一台探測器（ExoMars Rover）上，就攜帶了一個檢測生命證據的微型實驗室MOMA。

火星有機分子分析儀介紹視頻 ：

https://svs.gsfc.nasa.gov/12962

MOMA的全稱是「火星有機分子分析儀」（Mars Organic Molecule Analyzer）。它可以視作一個化學分析實驗室，但只有烤箱那麼大。

有機化合物含有碳元素和氫元素，常常還含有氧元素、氮元素等。儘管有機化合物也可能經由非生物過程形成，但人們通常認為，有機化合物與生命現象之間存在普遍聯繫。MOMA可以檢測到多種類型的有機分子。MOMA的設計者們需要將有機化學實驗室中分析化合物的一系列過程「濃縮」進這台烤箱大小的分析儀，才能將它送上火星。

MOMA的主體結構是一台微型質譜儀。質譜儀可以分離不同質荷比的離子和帶電分子。鑒定火星有機化合物的步驟被簡化為以下兩步：一、從火星岩石和沉澱中提取有機分子；二、將這些有機分子離子化，並通過質譜儀檢測。

研究人員組裝和測試MOMA

圖源：NASA

為了鑒定儘可能多種類的有機分子，MOMA採取了兩種方法。第一種方法是對樣品進行加熱，在此過程中有機化合物被蒸發進入一個細管，分離出單獨的組分。這些化合物順次進入質譜儀，被帶上電荷，進入分選電場——每種分子都有其特定的質量/電荷比，質譜儀由此來識別分子的種類。

然而，有些較大的有機分子在高溫條件下可能會分解。因此MOMA採用了第二種方法來鑒定它們：用激光照射這些分子。在這些大分子被激光照射的一瞬間，部分大分子可以直接氣化遊離而不被打碎。激光照射在蒸發這些分子的同時也給它們帶上了電荷，因此它們可以直接進入質譜儀進行分析。

MOMA組件一覽

圖源：NASA

有機分子的手性特徵可以作為生命存在的線索：例如，構成地球上所有的生命體蛋白質的氨基酸都是左手性氨基酸。MOMA可以檢測有機分子的手性。如果一種檢測到一種有機分子都是左手性的或右手性的，那麼它很可能成為生命存在的證據。非生物過程形成的分子中，左手性分子和右手性分子的含量通常相等。

MOMA面臨的一大挑戰是樣品的污染問題。地球上充滿了生命體和來自生命體的有機化合物，科學家們必須十分謹慎地保證他們送上火星的儀器上儘可能少地攜帶這些「來自地球的污染」。這樣，儀器所檢測到的「來自火星的」有機化合物結果才比較可信。

via 2018.5.25 NASA新聞

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編譯：艾宇熙

編排：王璞

校對：徐鵬暉

責任編輯：解仁江

牧夫新媒體編輯部

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火星有機分子分析儀

圖片來源：NASA

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