Doktorandin Alison Skelley in der Atacama-Wüste in Chile. Bildnachweis: Richard Mathies Labor / UC Berkeley. Klicken um zu vergrößern.
Die trockene, staubige, baumlose Fläche der chilenischen Atacama-Wüste ist der lebloseste Ort auf der Erde. Deshalb haben sich Alison Skelley und Richard Mathies Anfang dieses Monats einem Team von NASA-Wissenschaftlern angeschlossen.
Die Wissenschaftler der University of California in Berkeley wussten, dass wenn der von ihnen gebaute Mars Organic Analyzer (MOA) Leben in diesem krustigen, trockenen Land erkennen könnte, dann hätte er eines Tages gute Chancen, Leben auf dem Planeten Mars zu entdecken.
Sammeln von Proben in der Atacama-Wüste
An einem Ort, an dem seit Ewigkeiten kein Grashalm oder Käfer mehr zu sehen war und der mit Staub und extremen Temperaturen zu kämpfen hatte, die sie entweder gefrieren oder schwitzen ließen, führte Skelley 340 Tests durch, die bewiesen, dass das Instrument Aminosäuren, die Bausteine, eindeutig erkennen konnte von Proteinen. Noch wichtiger ist, dass sie und Mathies die Präferenz der Aminosäuren der Erde für Linkshänder gegenüber Rechtshändern feststellen konnten. Diese „Homochiralität“ ist ein Markenzeichen des Lebens, das Mathies für einen kritischen Test hält, der auf dem Mars durchgeführt werden muss.
"Wir glauben, dass die Messung der Homochiralität - eine Prävalenz einer Art von Händigkeit gegenüber einer anderen - ein absoluter Lebensbeweis wäre", sagte Mathies, Professor für Chemie an der UC Berkeley und Skelleys Forschungsberater. "Wir haben auf der Erde in der marsähnlichsten verfügbaren Umgebung gezeigt, dass dieses Instrument tausendmal besser Biomarker erkennen kann als jedes andere Instrument, das zuvor auf dem Mars eingesetzt wurde."
Das Instrument wurde ausgewählt, um an Bord der ExoMars-Mission der Europäischen Weltraumorganisation zu fliegen, deren Start für 2011 geplant ist. Das MOA wird in den Mars Organic Detector integriert, der von Wissenschaftlern unter der Leitung von Frank Grunthaner am Jet Propulsion Laboratory (JPL) zusammengestellt wird ) in Pasadena zusammen mit Jeff Badas Gruppe an der Scripps Institution of Oceanography der UC San Diego.
Skelley, ein Doktorand, der seit fünf Jahren mit Mathies an der Aminosäuredetektion und seit zwei Jahren am tragbaren MOA-Analysegerät arbeitet, hofft, bei dem Projekt zu bleiben, das in den nächsten sieben Jahren bei JPL miniaturisiert und verbessert wird Jahre in Vorbereitung auf seine langfristige Mission. Tatsächlich hoffen sie und Mathies, dass sie die MOA-Daten betrachtet, wenn sie endlich vom Roten Planeten zurückgesendet werden.
"Als ich dieses Projekt zum ersten Mal startete, hatte ich Fotos von der Marsoberfläche und möglichen Anzeichen von Wasser gesehen, aber die Existenz von flüssigem Wasser war spekulativ, und die Leute hielten mich für verrückt, an einem Experiment zu arbeiten, um das Leben auf dem Mars zu entdecken." Sagte Skelley. "Ich fühle mich jetzt bestätigt, dank der Arbeit der NASA und anderer, die zeigt, dass früher flüssiges Wasser auf der Marsoberfläche floss."
"Die Verbindung zwischen Wasser und Leben wurde sehr stark hergestellt, und wir glauben, dass es eine gute Chance gibt, dass es auf dem Mars eine Lebensform gibt oder gab", sagte Mathies. "Dank Alisons Arbeit sind wir jetzt zur richtigen Zeit in der richtigen Position, um das richtige Experiment durchzuführen, um Leben auf dem Mars zu finden."
Mathies sagte, dass sein Experiment das einzige ist, das für ExoMars oder die US-eigene Mars-Mission - die bewegliche Robotermission des Mars Science Laboratory der NASA - vorgeschlagen wurde, die eindeutig Lebenszeichen finden könnte. Das Experiment verwendet hochmoderne Kapillarelektrophorese-Arrays, neuartige Mikroventilsysteme und tragbare Instrumentendesigns, die in Mathies 'Labor entwickelt wurden, um nach Homochiralität in Aminosäuren zu suchen. Diese Microarrays mit Mikrofluidikkanälen sind 100- bis 1000-mal empfindlicher für den Nachweis von Aminosäuren als das ursprüngliche Instrument zur Erkennung des Lebens, das in den 1970er Jahren auf den Viking Landers geflogen wurde.
Die Atacama-Wüste wurde von NASA-Wissenschaftlern als einer der Schlüsselpunkte für Testinstrumente für den Mars ausgewählt, vor allem wegen ihres oxidierenden, sauren Bodens, der der rostrot oxidierten Eisenoberfläche des Mars ähnelt. Skelley und Kollegen Pascale Ehrenfreund, Professor für Astrochemie an der Universität Leiden in den Niederlanden, und der JPL-Wissenschaftler Frank Grunthaner besuchten letztes Jahr die Wüste, konnten jedoch den vollständigen integrierten Analysator nicht testen.
In diesem Jahr transportierten Skelley, Mathies und andere Teammitglieder die kompletten Analysegeräte in drei großen Fällen mit dem Flugzeug nach Chile - an sich ein Test für die Robustheit der Ausrüstung - und transportierten sie zur kargen Yunguy-Feldstation, im Wesentlichen einem baufälligen Gebäude in einem verlassene Kreuzung. Mit einem lauten Honda-Generator, der Strom liefert, haben sie ihre Experimente vorbereitet und zusammen mit sechs anderen Kollegen den integrierten unterkritischen Wasserextraktor zusammen mit dem MOA an Proben von beliebten Teststandorten wie dem „Steingarten“ und der „Bodengrube“ getestet.
Eine Sache, die sie gelernt haben, ist, dass bei niedrigen Umweltwerten an organischen Verbindungen, wie es wahrscheinlich auf dem Mars der Fall ist, die Mikrofluidikkanäle in den Kapillarscheiben nicht so leicht verstopfen wie beim Testen von Proben in Berkeley mit ihren hohe bioorganische Gehalte. Das bedeutet, dass das Instrument, das zum Mars fährt, weniger Kanäle benötigt und der zum Auslesen der Daten verwendete Scanner nicht so aufwendig sein muss. Dies führt zu einer billigeren und einfacheren Möglichkeit, Instrumente zu bauen, vor allem aber zu einem Instrument, das kleiner ist und weniger Strom verbraucht.
Mit dem Erfolg dieses entscheidenden Feldtests möchten Skelley und Mathies unbedingt an einem Prototyp ihres Instruments arbeiten, der in den zulässigen Raum innerhalb des ExoMars-Raumfahrzeugs passt.
"Ich bin viel optimistischer, dass wir das Leben auf dem Mars entdecken könnten, wenn es dort ist", sagte Mathies.
Originalquelle: UC Berkeley Pressemitteilung
