Nachdem ich 1.909 Marssols auf dem Roten Planeten ausgegeben hatte, litt der Curiosity-Rover der NASA an einer leichten Fehlfunktion.
Der Bohrer des Roboters funktionierte nicht mehr, während Curiosity auf dem Vera Rubin-Kamm des Mars am Fuße des Mount Sharp war. Der Rover hatte eine Probe Marsschmutz gesammelt, und das Team hinter der Mission beschloss, einen anderen Weg einzuschlagen.
Anstatt die Probe in einen der Becher im Probenkarussell zu fallen, ließen sie sie in einen mit einer chemischen Mischung vorgefüllten Becher fallen. Die aus dem Becher freigesetzten Moleküle wurden dann eingefangen und analysiert, wodurch organische Moleküle auf dem Mars enthüllt wurden, die zuvor keine Raumfahrtbehörde entdeckt hatte.
Die Wissenschaftler haben ihre Entdeckung in einer am Montag in der Zeitschrift veröffentlichten Studie detailliert beschrieben Naturastronomie.
Maëva Millan, Postdoktorandin am Goddard Spaceflight Center der NASA und Hauptautorin der neuen Studie, erklärt, dass die ursprüngliche Motivation hinter dem Experiment darin bestand, eine Referenz für zukünftige chemische Experimente an Marsproben zu haben.
„Dieses Experiment war definitiv erfolgreich“, sagt Millan Invers. „Obwohl wir nicht gefunden haben, wonach wir gesucht haben, Biosignaturen, haben wir gezeigt, dass diese Technik wirklich vielversprechend ist.“
HIER DER HINTERGRUND – Der Curiosity-Rover der NASA landete am 6. August 2012 auf dem Gale-Krater und durchstreift seitdem das Mars-Gelände.
Ziel der Mission ist es, nach Spuren des antiken Lebens auf dem Mars zu suchen.
Obwohl der Mars heute kalt und karg ist, hatte er vielleicht einst Flüsse und Seen, die sich stauen. Wissenschaftler glauben, dass der Planet möglicherweise einst bewohnbar war und möglicherweise in seiner frühen Geschichte uraltes mikrobielles Leben beherbergte.
Um nach diesem Leben zu suchen, suchen Wissenschaftler nach Biosignaturen auf dem Mars – bestimmten Chemikalien, die möglicherweise von irgendeiner Form vergangenen oder gegenwärtigen Lebens produziert wurden, seien es Mikroben oder etwas Komplexeres.
Wissenschaftler suchen auch nach organischen Molekülen. Organische Moleküle gelten als Bausteine des Lebens auf der Erde – die sich auf andere Teile des Universums übertragen könnten.
Der Curiosity-Rover hat zuvor organische Moleküle entdeckt, die in Marssedimenten vergraben sind, aber die neuen Ergebnisse ergänzen die Liste der organischen Moleküle auf dem Mars und untermauern die Bewohnbarkeit in der Vergangenheit weiter.
WAS GIBT’S NEUES – Im März 2017 sammelte Curiosity Schmutzproben aus der Bagnold-Düne auf dem Mars. Da der Bohrer von Curiosity zu diesem Zeitpunkt außer Betrieb war, beschloss das Team, ein erstes Experiment seiner Art durchzuführen. Der Rover hat 74 Becher in seinem Bauch, von denen neun mit einer chemischen Mischung vorgefüllt sind.
„Wenn wir die Probe mit dem Roboterarm von Curiosity regelmäßig entnehmen, legen wir sie in einen dieser Becher“, sagt Millan. „Aber in diesem Fall haben wir die Probe in eines der mit chemischen Reagenzien gefüllten Felder fallen lassen.“
Das Team erwartete nicht, dass die Probe reich an gut erhaltenen organischen Molekülen ist, da ionisierende Strahlung den alten Boden lange Zeit zerstört hatte.
Aber nach dem Testen der Probe mit der chemischen Mischung identifizierte das Team hinter der Mission organische Moleküle, die noch nie zuvor auf dem Mars gesehen wurden. Die beiden bedeutendsten Moleküle waren Benzoesäure und Ammoniak.
Obwohl diese Moleküle keine Biosignaturen sind, sind sie gute Indikatoren für das Vorhandensein von Biosignaturen.
„Eines der Dinge, nach denen wir gesucht haben [when searching for] organisches Molekül auf dem Mars besteht darin, die Bewohnbarkeit des Mars in der Vergangenheit zu verstehen und nach Bioindikatoren zu suchen“, sagt Millan.
WAS KOMMT ALS NÄCHSTES – Nach der Identifizierung der organischen Moleküle will das Team ihre Ursprünge oder „Elternmoleküle“ finden.
„Wenn wir das gefunden haben, können wir sagen, woher sie stammen“, sagt Millan. „Bis jetzt haben wir bei allen Molekülen, die wir auf dem Mars gefunden haben, die Hypothese aufgestellt, dass sie aus geologischen Prozessen stammen könnten.“
Aber da Curiosity die Probe aus dem Gale-Krater entnommen hat, von dem angenommen wird, dass er in der Vergangenheit Wasser hatte, könnten die Moleküle mögliche Indikatoren für die Bewohnbarkeit in der Vergangenheit sein.
Das Wissenschaftlerteam hinter der Studie wartet auf den Start der ExoMars-Mission der Europäischen Weltraumorganisation im Jahr 2022, um weitere Proben vom Mars zu sammeln.
Der Perseverance-Rover sammelt auch Proben von der Marsoberfläche, die später zur Erde gebracht werden, um in einem Labor analysiert zu werden.
All die verschiedenen Marsmissionen fügen verschiedene Puzzleteile der Marsgeschichte zusammen, und ob der Rote Planet jemals Leben beherbergte oder nicht und ob dieses Leben Leben auf der Erde hervorgebracht hat.
Abstrakt: Die nasschemischen Experimente am Instrument Sample Analysis at Mars auf dem Curiosity-Rover der NASA wurden entwickelt, um gaschromatographische Massenspektrometrie-Analysen von polaren Molekülen wie Aminosäuren und Carbonsäuren zu erleichtern. Hier präsentieren wir die Ergebnisse eines so erfolgreichen nasschemischen Experiments auf dem Mars auf Sand, der mit dem Derivatisierungsmittel N-Methyl-N-(tert-butyldimethylsilyl)trifluoracetamid aus den Bagnold-Dünen geschöpft wurde. Es wurden keine Aminosäurederivate nachgewiesen. Es wurden jedoch chemisch derivatisierte Benzoesäure und Ammoniak nachgewiesen. Massenspektren, die zu derivatisierter Phosphorsäure und Phenol passten, waren ebenso vorhanden wie mehrere stickstoffhaltige Moleküle und noch nicht identifizierte hochmolekulare Verbindungen. Der Ursprung dieser Verbindungen, einschließlich derer, die möglicherweise innerhalb der Probenanalyse auf dem Mars-Hintergrund liegen, wird untersucht. Dieses Derivatisierungsexperiment auf dem Mars hat das Inventar der in Marsproben vorhandenen Moleküle erweitert und ein leistungsstarkes Werkzeug demonstriert, um die Suche nach polaren organischen Molekülen mit biotischer oder präbiotischer Bedeutung weiter zu ermöglichen.