Как датчик для анализа атмосферы Марса может помочь нам сократить выбросы парниковых газов на Земле, ведь на Красной планете никогда не было промышленного производства и автомобилей?
Некоторые «компоненты» нашей планеты весьма «враждебны», а порой ещё и недостижимы. Если мы хотим понять атмосферу Земли чрезвычайно важно контролировать такие факторы как выбросы газа от промышленного производства и извержений вулканов.
Новый портативный прибор, созданный молодым специалистом в области космических исследований Hugh Mortimer, обещает «зелёное» будущее, обеспечивать которое он собирается за счет анализа состава газов, твердых частиц и жидкостей, используя для этого свет, излучаемый ими.
Mortimer и его коллега Jolyon Tidmarsh приглашены Business Incubation CentreЕвропейского космического агентства (Харуэлл, Великобритания), где они имеют возможность трансформировать свое изобретение в реальный коммерческий бизнес.
Изначально разрабатываемый для миссий на Марс, прибор представляет собой небольшое устройство, которое настолько прочное, что может выдерживать одни из самых экстремальных и суровых условий на Земле. Это специфическая особенность делает прибор идеальным для измерения качества воздуха и придорожных автомобильных выбросов, обнаружения утечек газа и мониторинга промышленных химических процессов. Благодаря компактным размерам, прибор идеально подходит для полётов на воздушных беспилотных самолётах для картографирования и мониторинга сельскохозяйственных посевов с целью более эффективного использования пестицидов и удобрений.
Такие «спектроскопы» дробят поступающий свет на отдельные цвета весьма специфическим образом, выявляя при этом химических состав его источника. На Земле использование подобного рода устройств является обычным делом, например, в производстве пищевых продуктов (определение состава и чистоты веществ), а также в медицине (по «запаху» пациента проводится диагностика заболевания). Проблема их использования заключается в весьма громоздких размерах. В пространстве, где каждый грамм полезной нагрузки на вес золота, использовать крупногабаритное оборудование чрезвычайно дорого. Плюс за счет сложной системы зеркал и подвижных частей, они чрезвычайно уязвимы, особенно во время старта, да и в космическом пространстве в любой момент что-то может пойти не так.
Именно потребность в менее габаритном, лёгком устройстве с минимальным количеством движущихся частей и побудила команду из Rutherford Appleton Laboratory (Великобритания) к поискам нового дизайна для прибора, предназначенного для анализа атмосфер планет. Инновационная идея пришла в голову Hugh Mortimer практически сразу.
Как вспоминает Mortimer, ему не раз приходилось работать над дизайном спектрометра, в основу которого положена чрезвычайно сложная оптическая схема, при этом у него было непреодолимое желание создать действительно нечто более простое. Он признается, что идея нового прибора пришла к нему спонтанно. Mortimer сделал набросок прибора и поспешил поделиться своей задумкой с коллегами из Team of the Science and Technology Facilities Council.
Они после первого взгляда на чертёж увидели потенциал конструкции, состоящей всего из трёх статических частей: двух зеркал и оптического элемента, который разделяет луч света на две части.
Именно этот упрощённый подход сделал устройство Hugh Mortimer уникальным, признается Kate Ronayne, возглавляющая Innovation Team. По её словам, большинство наземных приборов не являются портативными и могут использоваться только в одном месте. Это связано с тем, что, как правило, они весьма габаритные и хрупкие.
Разработанный инновационный прибор может измерять все виды светового излучения, начиная от ультрафиолетового и заканчивая инфракрасным. Данный прибор чрезвычайно чувствителен, так как был разработан для обнаружения крошечных следов разнообразных газов в атмосфере Марса.
Как только прибор был построен, команда начала исследовать, какие предприятия могут извлечь выгоду от использования новшества. Исследования проводились при поддержке STFC Innovation. В 2013 году для расследования коммерческого потенциала разработки была создана компания KEIT.
Помимо экологической роли в мониторинге промышленных выбросов, устройство может также играть важную роль в анализе качества воды.
Предприятия пищевой промышленности уже давно используют спектрометры, но универсальность, гибкость и простота нового дизайна означает, что они могли бы использоваться на любой продовольственной или фармацевтической линии для проверки, например, жирности молочных продуктов.
