Vodnik za transport ionov iz atmosfere v vakuum

Masni spektrometri, zasnovani za analize tekočih vzorcev, bodo kmalu igrali pomembno vlogo pri raziskovanju nebesnih teles in razumevanju sestave drugih planetarnih okolij. Znanstvenikom bodo npr. omogočili analizo sestave gejzirjev Plutonovih lun, kot je Enkelad, podzemnih oceanov na Evropi ali kapljic žveplove kisline v atmosferi Venere. S tem bodo pridobili dragocene podatke o morebitni naseljivosti telesa, morda zaznali prisotnost organskih molekul na njem in razumeli kemijske procese, ki potekajo na drugih planetarnih telesih. Poleg tega bodo masni spektrometri za tekoče vzorce uporabljeni tudi za zaznavanje nečistoč v pitni vodi na bodočih naselbinah na luni ali drugih telesih v vesolju.

Ti instrumenti običajno delujejo tako, da ionizirajo molekule tekočine na prostem, pri normalnem zračnem tlaku s t.i. “elektrospray” tehniko in jih nato ločujejo, glede na njihovo razmerje med maso in nabojem, s pomočjo izbranega masnega analizatorja (najpogosteje linearne ionske pasti) v vakuumu. Največji izziv tega procesa je prenos ionov iz visokotlačnega območja v vakuum, kar mora biti izvedeno z minimalnimi izgubami. Komercialni instrumenti, ki so običajno veliki kot pisarniška miza, za ta namen uporabljajo kombinacije različnih vodnikov za transport ionov, kot so kvadrupolne palice, ionski lijaki ali kvadrupolne plošče, pri čemer so nekateri od teh bolj primerni za uporabo v vesoljskih misijah kot drugi.

V okviru tega projekta razvijamo majhno, lahko in robustno kombinacijo ionskih vodnikov z visoko učinkovitostjo transporta, nezapletene sestave, z možnostjo miniaturizacije in odpornostjo na vibracije, primerno za integracijo v masni spektrometer za tekoče vzorce na eni izmed prihodnjih misij Evropske vesoljske agencije (ESA).