ExoMars Rover化学实验室将寻求火星生命证据

精密装配和机械技术员Ryan Wilkinson在Goddard进行热真空测试期间对MOMA进行了检查。学分：美国宇航局

一个国际科学家团队为流浪者创建了一个微型化学实验室，该实验室将在火星表面下钻探以寻找过去或现在的生活迹象。烤箱大小的实验室，称为火星有机分子分析仪或MOMA，是ExoMars Rover的关键仪器，ExoMars Rover是欧洲航天局和俄罗斯航天局Roscosmos的联合任务，对NASA的MOMA做出了重大贡献。它将在2020年7月向红色星球发射。

美国宇航局戈达德太空飞行中心的MOMA项目科学家Will Brinckerhoff说：“ ExoMars Rover的两米深钻具将为MOMA提供独特的样品，其中可能包含从古代开始保存的复杂有机化合物，而这可能是火星生命的开始。”马里兰州格林贝尔特。

ExoMars漫游车将使用称为MOMA的仪器在红色星球上搜寻生命迹象。学分：美国国家航空航天局（NASA）的戈达德太空飞行中心/丹·加拉格尔（Dan Gallagher）

尽管当今的火星表面并不适合已知的生命形式，但有证据表明，在遥远的过去，火星的气候允许表面存在液态水（生命的重要成分）。该证据包括类似于干燥河床的特征和仅在液态水存在下形成的矿床。NASA已将火星车送往火星，发现了过去宜居环境的其他迹象，例如“机遇”号和“好奇号”火星车均正在探索火星地形。

MOMA仪器将能够检测多种有机分子。尽管有机化合物也可以通过非生物过程生成，但它们通常与生命相关。有机分子包含碳和氢，并且可以包含氧，氮和其他元素。为了在火星上发现这些分子，MOMA团队必须采用通常会在化学实验室中占据几个工作台的仪器，然后将它们缩小到烤面包机烤箱的大小，这样才能在流动站上安装它们。

尽管仪器很复杂，但是MOMA围绕着一个非常小的质谱仪构建，该质谱仪按质量分离带电的原子和分子。查找火星有机化合物的基本过程可以归结为两个步骤：将有机分子与火星的岩石和沉积物中分离出来，并给它们带电（电离），以便可以通过质谱仪对其进行检测和识别。MOMA有两种方法来区分尽可能多的不同种类的有机分子。第一种方法是使用烤箱来加热样品，该烘烤过程使有机分子汽化，然后将其送至细柱，该细柱将化合物的混合物分离为它们的独立成分。这些化合物依次进入质谱仪，在质谱仪中被充电，然后使用电场按质量分类。每种类型的分子都有一组不同的质荷比。质谱仪使用这种称为质谱的模式来识别分子。

MOMA仪器的特写。学分：美国宇航局

一些较大的有机分子易碎，在烤箱中高温汽化时会分解，因此，MOMA有第二种方法可以找到它们：用激光打断样品。由于仅使用了快速的激光照射，它可以蒸发某些类型的较大有机分子，而不会将它们完全分开。激光还为这些分子带电荷，因此它们直接从样品发送到质谱仪进行分类和识别。

某些有机分子具有可以被生命所强烈暗示的特性：它们的惯用性或手性。生命中使用的某些有机分子有两种，它们彼此之间像是镜像，就像您的手一样。在地球上，生命使用所有左撇子氨基酸和所有右撇子糖来构建生命所需的更大分子，例如氨基酸的蛋白质和糖的DNA。以惯用右手的氨基酸（和惯用左手的糖）为基础的生活可能行得通，但无论是惯用惯用右手还是惯用惯用左手的人，都行不通。这是因为这些分子需要像拼图一样以正确的方向排列在一起，才能构建起生命所必需的其他分子。

MOMA能够检测有机分子的手性。如果发现有机分子主要是左旋或右旋（称为“同源性”），则可以证明生命是分子产生的原因，因为非生物过程往往会产生同等的品种混合。这被称为生物签名。

火星漫游者在寻找生命证据时面临着另一个挑战：污染。地球充满了生命，科学家必须非常小心，以确保他们检测到的有机物质不是简单地由地球仪器携带的。为了确保这一点，MOMA团队非常注意确保该仪器尽可能远离作为生命标志的陆地分子。

ExoMars漫游车将是第一个在水面以下进行探测的钻机，它的钻机能够从2米深（超过6英尺）的深度进行采样。这很重要，因为火星的稀薄大气和斑点磁场不足以抵抗太空辐射，因为太空辐射会逐渐破坏暴露在表面的有机分子。但是，火星沉积物是有效的屏蔽层，研究小组希望能从表面以下的样品中发现更多的有机分子。

NASA Goddard正在为MOMA开发质谱仪和电子仪器箱，而法国Guyancourt的LATMOS（大气，环境和空间观测实验室）和法国巴黎的系统大气研究所（LISA或大气系统大学实验室）正在研发中。 MOMA的气相色谱仪和德国哥廷根的马克斯·普朗克太阳能系统研究所以及德国汉诺威的汉诺威激光Zentrum一起建造了该仪器的激光器，烤箱和攻丝（烤箱密封）站。

MOMA最近完成了ESA和NASA的交付前审查，从而清除了将飞行工具交付任务的途径。5月16日，星期三，MOMA质谱仪团队聚集在戈达德，在前往火星的第一站向他们展示了一种独一无二的科学仪器：将其运送到意大利都灵的Thales Alenia Space，在那里在今年夏天即将进行的任务级活动中，它将被整合到流动站的分析实验室抽屉中。在随后的2019年更高级别的漫游者和航天器级别的整合活动之后，ExoMars Rover计划于2020年7月从哈萨克斯坦的Baikonur航天发射场发射至火星。