Space Daily gần đây đưa tin một nhóm nhà nghiên cứu từ NASA và các trường đại học đã có một chuyến thăm sa mạc Atacama (Chile) trong tháng 2 vừa qua. Họ đã dành 10 ngày để kiểm tra các thiết bị sẽ được dùng để tìm kiếm dấu hiệu sự sống ở các thế giới khác.
Các nhà khoa học cho rằng nếu sự sống có thể được tìm thấy ở Atacama, nơi còn hoang sơ sau nhiều thế kỷ chịu đựng nhiệt độ và bức xạ cực điểm từ mặt trời và chỉ có các vi khuẩn mạnh nhất tồn tại thì cũng có thể có sự sống ở những môi trường khắc nghiệt hơn, như sao Hỏa chẳng hạn.
 |
|
Ảnh 1: Sa mạc khô cằn nhất thế giới Atacama ở Chile được dùng làm môi trường mô phỏng sao Hỏa trong thí nghiệm tìm kiếm sự sống (Ảnh : NASA)
|
Để thực hiện mục tiêu trên, nhóm chuyên gia phòng thí nghiệm Jet Propulsion Lab (JPL), California đã sử dụng hai công cụ là phòng thí nghiệm hóa học di động mang tên Chemical Laptop và một chiếc máy chiết xuất.
Chemical Laptop sẽ kiểm tra các hóa chất thiết yếu cho sự sống như amino acid và acid béo, là các phân tử hữu cơ trong các khối xây dựng sự sống phổ biến trong hệ mặt trời. Laptop sử dụng kỹ thuật phân tích chất lỏng để thấy được nhiều loại amino acid kích cỡ khác nhau trong các mẫu nước.
Máy chiết xuất nước siêu nóng được dùng như “mặt tiền” của Laptop, có nhiệm vụ giải phóng các amino acid bị giữ lại hoặc có liên kết với các khoáng chất trong các mẫu nước trên sao Hỏa để Chemical Laptop có thể phân tích chúng.
(Nước siêu nóng hay còn gọi là nước dưới điểm tới hạn/nước nóng áp suất cao là nước dạng lỏng dưới áp lực và nhiệt độ ở khoảng giữa điểm sôi thông thường 100 °C (212 °F) và điểm tới hạn 374 °C (705 °F)).
“Sự kết hợp giữa 2 thiết bị công nghệ này sẽ giúp chúng ta tìm kiếm các chữ ký sinh học trong các mẫu rắn ở các thế giới đá hoặc băng tuyết”, nhà điều tra chính của dự án, Peter Willis đến từ JPL cho biết. “Atacama được dùng làm cơ sở chứng minh cách thức các công nghệ này hoạt động như thế nào trên một hành tinh khô cằn như sao Hỏa”, ông nói thêm.
 |
| Ảnh 2: Máy chiết xuất nước siêu nóng dùng để giải phóng các amino acid bị giữ lại hoặc có liên kết với các khoáng chất trong các mẫu nước (Ảnh : NASA) |
Máy chiết xuất đã từng được nhóm của Willis dùng ở Atacama lần đầu tiên vào năm 2005 là loại vận hành thủ công, còn chiếc máy lần này là một loại máy chiết xuất tự động do nghiên cứu sinh sau tiến sĩ Florian Kehl ở JPL thiết kế. Nó sẽ lấy các mẫu regolith và đất đem trộn với nước rồi đưa vào nhiệt độ và áp suất cao để lấy các chất hữu cơ ra. Nguyên lý của cơ chế này là khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ trong đất của nước ở nhiệt độ cao, giống như khi bạn pha trà bằng nước nóng, trà sẽ giải phóng toàn bộ các phân tử đem lại cho nước một hương vị, màu sắc và mùi đặc trưng, điều khó xảy ra khi dùng nước lạnh, Kehl giải thích.
(regolith hay vỏ phong hóa là một lớp vật chất lỏng hỗn hợp bao gồm bụi lỏng, bụi, đất, đá gãy vụn và các vật chất liên quan nằm phía trên nền đá cứng. Regolith có trên bề mặt trái đất, mặt trăng, sao Hỏa, một số hành tinh nhỏ, các hành tinh và vệ tinh tự nhiên có sự sống khác.)
Để tách amino acid trong các khoáng chất, nước được sử dụng phải nóng hơn nước pha trà thông thường rất nhiều. Theo Kehl, hiện tại máy chiết xuất này có thể đạt được nhiệt độ cao tới 200 độ C hay 392 độ F.
Trên các bề mặt có sẵn nhiều mẫu chất lỏng như mặt trăng Europa của sao Mộc, amino acid có thể liên kết với các khoáng chất tạo thành đá hoặc có mặt trong các phên tử lớn hơn. Vì vậy vẫn cần có các máy chiết xuất để phân rã chúng thành các khối xây dựng sự sống nhỏ hơn trước khi phân tích bằng Chemical Laptop.
Đến lượt mình, Chemical Laptop sẽ kiểm tra tập hợp 17 amino acid được gọi là “Chũ ký 17” trong các mẫu chất lỏng để kết luận về sự hiện diện của sự sống, căn cứ vào loại, số lượng và cấu trúc hình học của các amino acid trong đó.
 |
Ảnh 3: Thiết bị tự kiểm tra Chemical Laptop giúp phát hiện các hóa chất thiết yếu amino acid và acid béo cần thiết cho sự sống (Ảnh : NASA)
|
Các chuyên gia sẽ dùng Laptop trộn các mẫu chất lỏng với một loại thuốc nhuộm huỳnh quang sẽ gắn với các amino acid để dễ phát hiện ra chúng khi chiếu tia laser vào.
Sau đó, các mẫu sẽ được bơm vào một loại vi chip rời, gắn điện áp giữa 2 đầu kênh làm cho các amino acid chuyển động hướng về đầu có tia laser phát sáng với các tốc độ khác nhau. Khi đó, các nhà khoa học sẽ dựa vào tốc độ di chuyển trong kênh của các amino acid để xác định chúng và định lượng từng loại một dựa vào lượng ánh sáng phát ra khi các phân tử này đi qua tia laser.
 |
| Ảnh 4: Chemical Laptop bên cạnh 1 laptop thông thường (Ảnh : NASA) |
Phụ trách chính của Chemical Laptop, Fernanda Mora cho biết “ý tưởng ở đây là tự động hóa và tối thiểu hóa mọi bước thủ công trong một phòng thí nghiệm hóa học bình thường để thực hiện các phân tích tương tự ở các thế giới khác chỉ bằng một số lệnh trên máy tính”.
Mục tiêu sắp tới của các nhà khoa học là tích hợp cả 2 công cụ Chemical Laptop và máy chiết xuất thành một thiết bị tự động duy nhất. Thiết bị này sẽ được nhóm các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Brian Glass ở trung tâm nghiên cứu Ames của NASA, California thử nghiệm trong các chiến dịch tại hiện trường ở sa mạc Atacama sau này.
Theo Mora, trong tương lai công nghệ này sẽ được thử nghiệm ở các môi trường băng giá như Nam Cực, loại môi trường tương tự Europa và các thế giới đại dương khác vốn luôn có sẵn nhiều mẫu chất lỏng.
Đoàn Hiểu Linh (Theo Space Daily, Reference, Wikipedia)