Patrick Gasda a Los Alamos Nemzeti Laboratórium Űrkutatási és Alkalmazási Csoportjának tudományos munkatársa. Az OrganiCam csoport tagjaként Roger Wiens csoportvezetővel együtt dolgozik az Europa geokémiájának és asztrobiológiájának vizsgálatán. Az OrganiCam koncepcionális fázisát a Laboratory Directed Research and Development program finanszírozza. Gasda ezzel a cikkel járult hozzá a Space.com szakértői hangjaihoz: Op-Ed & Insights.
A Jupiter egyik holdján élő kis zöld földönkívüliek vagy a Marson csatornát építő civilizáció kiábrándító hiányában a Földön kívüli élet utáni vadászat a határainkig feszíti tudományos és technológiai képességeinket. Ha találunk is életet odakint, az apró, molekuláris méretű lesz.
A július végi sikeres indítás után a NASA Perseverance roverje csendben szeli az űrt hét hónapos útja során a Mars felé, ahol a Jezero-krátert kutatja át lakhatóságra és életre utaló jelek után. Ebben a békés közjátékban, mielőtt a rover jövő év elején megérkezik a Vörös Bolygóra, van időnk elgondolkodni a Naprendszer más bolygóin lévő életet kereső jövőbeli küldetéseken.
Kapcsolódó témák: 6 legvalószínűbb hely az idegen élet számára a Naprendszerben
Ezek a küldetések biológiai szerves molekulákra fognak vadászni, azokra a szénalapú építőelemekre, amelyekből minden általunk ismert élőlény felépül. Ez azért van, mert ha végül életet – vagy múltbeli életre utaló bizonyítékokat – találunk a Marson vagy máshol, az nem egy kis zöld földönkívüli lesz. Hanem biomolekulák vagy megkövesedett baktériumok.
A kutatás a lakható környezetekre összpontosít a Marson és azon túl. A külső bolygókra irányuló legújabb küldetések a Jupiter Europa nevű holdjáról származó vízgőzfúvókák bizonyítékát figyelték meg, ami felveti a felszínén lévő szerves molekulák érdekes lehetőségét, amelyek az alatta lévő óceánból származnak. Az űrszondák szerves molekulákat észleltek a Szaturnusz Enceladus nevű holdjáról származó fúvókákban. Legutóbb a NASA Dawn űrszondája 35 kilométerre (22 mérföldre) repült az aszteroidaövben található törpebolygó, a Ceres felszínétől, és sós sót és valószínűleg hatalmas, mélyen fekvő, folyékony sós vízkészletet észlelt.
Ezek a helyek mind kiemelt fontosságúak.
Mint az egyik legvalószínűbb hely az élet megtalálására – és minden bizonnyal a legközelebbi – a Mars továbbra is a figyelmünk középpontjában áll. Bár a hideg, száraz föld, a vékony légkör és a felszíni szélsőséges sugárzás ellenséges az élettel szemben, a NASA Curiosity marsjárója, amely jelenleg a Marsot kutatja, szerves molekulákat talált. De vajon biológiaiak-e ezek? Nehéz megmondani, mert a felszínen lévő molekulákat a sugárzás évmilliók alatt súlyosan károsította volna.
A biológiai szerves anyagok elterjedtebbek lehetnek a marsi lávacsőbarlangokban. A földalatti mélyen védett helyeken egykor talán virágzott az élet – vagy még mindig virágzik? – a már eltűnt felszíni tavakból szivárgó sós sókban. A sós víznek alacsonyabb a fagyási hőmérséklete, mint a sima víznek, és a Mars köpenyéből származó mély föld alatti hő folyékonyan tarthatja a vizet.
Hogy kiderítsük, hogy az élet kialakíthatott-e szerves molekulákat a Marson, olyan műszereket kell küldenünk, amelyek képesek megválaszolni ezt a kérdést, de a Mars mélyen a föld alatt történő feltárása ijesztő feladat. A legtöbb ismert marsi lávacsőnek legalább egy tetőablak nyílik a felszínre. Bár nem tudjuk, milyen mélyek ezek a barlangok, a szájuk 91 méter (300 láb) széles, és egyesekről úgy gondolják, hogy legalább 0,4 km (negyed mérföld) mélyre ereszkednek a föld alá.
Miért nem repülünk be? Ehhez a műszereinknek egyszerűnek, masszívnak, könnyűnek és kompaktnak kell lenniük. Ugyanez vonatkozik arra is, hogy műszereket küldjünk az Europa, az Enceladus vagy a Ceres zord, jeges, nagy sugárzású környezetébe. E kihívást jelentő kritériumok teljesítése érdekében a Los Alamos Nemzeti Laboratórium az űrkutatási műszerek tervezése és alkalmazása terén szerzett tapasztalatait felhasználva kifejlesztett egy új modellt, az OrganiCam-et.
Élet a Marson:
A Los Alamosban kifejlesztett egyik elődműszer, a ChemCam jelenleg a Curiosity roverrel vizsgálja a Marsot. A ChemCam magasan a rover árbocán ülve egy infravörös lézersugarat lő a sziklákra és a talajra, forró plazmát létrehozva. A műszer ezután megméri a plazmában lévő fény színeit, amelyek a kőzetek elemi összetételéről árulkodnak. Egy kamera rendkívül részletes fényképeket készít a lézeres célpontokról, amelyek szintén segítenek a tudósoknak a felszín geológiájának meghatározásában.
A ChemCam felfedezései elmélyítették ismereteinket a Marsról, mint egykor melegebb és lakhatóbb bolygóról, forradalmasították a bolygó geológiájának megértését, és arra késztettek minket, hogy felfelé felülvizsgáljuk a felszíni víz és a légkörben lévő oxigén korábbi mennyiségére – az élet mindkét feltételére – vonatkozó becsléseinket.
A Los Alamos és a francia űrügynökség által közösen kifejlesztett SuperCam a ChemCam szteroidokon. A SuperCam most a Marsra hajózik a Perseverance Mars 2020 küldetés részeként, és a ChemCam távkémiai képességeit és képalkotását két ásványtani technikával kombinálja, így még jobban képes az élet lehetőségével kapcsolatos vegyületek kimutatására. Ráadásul mikrofonon keresztül hangot is képes rögzíteni, ami először fordul elő a Marson.
A családfa következő ágaként az OrganiCam további újításokat hoz, többek között egyedülálló gyors fluoreszcenciás képalkotást, amellyel nem csak szerves anyagok, hanem biomolekulák is kimutathatók. Így működik. A lézer által stimulálva a biológiai szerves molekulák gyors (kb. 100 nanoszekundumos) fénysugarakat bocsátanak ki. Más anyagok, például a kőzet, azonban lassabban (mikro- és ezredmásodpercek között) bocsátanak ki fényt. Az OrganiCam ugyanazt a szupergyors kamerát használja, mint a SuperCam, hogy megmérje ezeket a gyors emissziókat, lehetővé téve a biológiai jelek megkülönböztetését a háttérben lévő kőzetektől. A műszer elemzésének következő lépéseként a Raman-spektroszkópia azonosítja a biológiai anyagok molekuláris szerkezetét, így meg tudjuk különböztetni a mészkövet a vulkanikus kőzettől.
Az OrganiCam emellett ultrasugárzásálló lencsékkel, nagyobb energiahatékonysággal, valamint elődeinél könnyebb és kompaktabb kialakítással rendelkezik, így egy kis drón sokkal több helyre viheti a Marson, mint ahová egy roveren malacperselyezve eljuthatna. Sőt, egy drón akár mélyen a lávacsöves barlangok egyikébe is be tudná vinni a műszert. Az OrganiCam könnyen adaptálható lenne egy jeges világbeli küldetéshez is. (Az OrganiCamről itt nézhet meg egy videót.)
Az OrganiCam földi célokra is irányítható. Rombolásmentesen, elpusztítás nélkül képes kimutatni a biológiai anyagokat az egyedi mintákban, például a külső bolygókról és aszteroidákról érkező küldetések által visszahozott anyagokban, és képes felmérni a biológiai szerves anyagok jelenlétét tisztaszobákban, kórházakban vagy más steril létesítményekben, hogy segítsen megfékezni a fertőzések vagy szennyeződések terjedését az ipari folyamatokban.
Míg ezek méltó feladatok az új műszer számára, az OrganiCam-et kifejlesztő Los Alamos-i csapat tagjai számára az a csábítás, hogy bizonyítékot találjanak az életre egy másik bolygón, holdon, aszteroidán vagy üstökösön, az elsöprő motiváció. Egy ilyen nagyságrendű felfedezés minden tudós álma. Remélem, megkapjuk az esélyt.
Kövessen minket a Twitteren @Spacedotcom vagy a Facebookon.
Újabb hírek