Od té doby, co 18. února přistál v kráteru Jezeročt, 2021,Vytrvalostrover připravoval své vědecké přístroje, aby začal pátrat po známkách minulého života na Rudé planetě. Patří mezi ně spektrometry, které budou skenovat marťanské horniny na organické látky a minerály, které se tvoří v přítomnosti vody, a mezipaměťový systém, který bude ukládat vzorky marťanské půdy a horniny pro budoucí misi.
Tyto výmluvné indikátory by mohly být známkami minulého života, které by s největší pravděpodobností měly podobu zkamenělých mikrobů. V blízké budoucnosti by podobný nástroj mohl sloužit k hledání současného mimozemského života. Je známá jako Nástroj pro analýzu drátového vedení pro podpovrchové pozorování Northern ledových plátů (WATSON) a mohl by být použit k nalezení důkazů o životě uvnitř „ oceánské světy “ jako Europa, Enceladus a Titan.
Mimo Zemi je Mars nejobyvatelnějším tělesem Sluneční soustavy – alespoň pokud jde o život, jak jej známe. Zatímco prostředí na Marsu je dnes spíše drsné, řada důkazů potvrdila, že kdysi bylo teplejším a vlhčím místem. Kromě hustší atmosféry měl Mars na povrchu také dostatek vody v podobě řek, jezer a oceánu, který pokrýval velkou část severní polokoule.
Postroj (který obsahujenapájecí kabel a datový zdroj), který je připevněn k horní části WATSON a vrtáku. Poděkování: NASA/JPL-Caltech
To přirozeně vedlo k otázkám, zda Mard mohl podporovat život v minulosti. Chcete-li to prozkoumat,Vytrvalostnese nástroj zvaný Skenování obyvatelných prostředí pomocí Raman a luminiscence pro organické látky a chemikálie (SHERLOC). Pomocí kamer, spektrometrů a ultrafialového (UV) laseru bude SHERLOC hledat minerály a organické molekuly spojené s biologickými procesy (neboli „biosignatury“).
Luther Beegle, hlavní výzkumník pro přístroj Mars 2020 SHERLOC, vysvětlil v nedávném NASA tisková zpráva :
'Vytrvalost hledá nákupní seznam minerálů, organických látek a dalších chemických sloučenin, které mohou odhalit mikrobiální život, který kdysi prosperoval na Marsu.' Ale technologie za SHERLOC, která bude hledat minulý život v marťanských horninách, je vysoce adaptivní a lze ji také použít k hledání živých mikrobů a chemických stavebních kamenů pro život v hlubokém ledu měsíců Saturnu a Jupiteru.“
Mimo Mars se mnoho vědců domnívá, že měsíce jako Europa, Enceladus a Titan jsou nejpravděpodobnějšími místy, kde lze nalézt důkazy o mimozemském životě. Předpokládá se, že pod jejich ledovým vnějškem mají tyto měsíce obrovské oceány kapalné vody, které obsahují chemické sloučeniny spojené s biologickými procesy. V kombinaci s hydrotermální aktivitou na rozhraní jádra a pláště je možné, že tyto měsíce obsahují také život.
Přístroj WATSON po odpojení od vrtačky na Summit Station za účelem kontroly. Poděkování: NASA/JPL-Caltech
Bohužel najít důkazy o tomto životě představuje velkou výzvu. Na rozdíl od Marsu nemusí být vědci schopni najít důkazy o tom, že je uzamčen v povrchovém ledu. Sondování hlouběji, do vodního prostředí skrytého pod ním, bude vyžadovat nástroje jiného druhu. Zde vstupuje do hry nástroj WATSON vyvinutý laboratoří NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL).
Tento prototyp přístroje je v podstatě trubice, která měří 1,2 metru (3,9 stopy) na délku a je navržena k získávání vzorků z hlubin ledového příkrovu. WATSON byl nedávno spojen s Včelí robotika ' Planetární hloubkový vrták (PDD), který je také navržen pro získávání vzorků vrtů pro geologickou (a astrobiologickou analýzu), a tato kombinace byla úspěšně testována v extrémním chladu grónských ledových příkrovů.
Toto prostředí bylo vybráno pro kampaň v roce 2019 kvůli způsobu, jakým se blíží podmínkám přítomným na povrchu ledových měsíců. Saturnův měsíc Enceladus je například známý tím, že zažívá periodické erupce kolem své jižní polární oblasti, kde hydrotermální průduchy hluboko pod ledem způsobují rozstřikování vody a organických molekul skrz trhliny na povrchu.
V Grónsku je ledový příkrov uprostřed pevniny a daleko od pobřeží vhodnou „analogií Země“ pro Enceladus, zatímco rozbitý led na okraji ledovců poblíž pobřeží může sloužit jako analogie pro členité a hluboké úseky. ledové kůry Evropy. V zájmu kampaně v roce 2019 byl WATSON nasazen do stávajícího vrtu poblíž Summit Station , vysokopoložená vzdálená pozorovací stanice v Grónsku.
Fluorescenční mapa WATSON, která ukazuje mlhavé kapky biologických podpisů (vlevo) a seskupení podobných organických chemikálií (vpravo). Poděkování: NASA/JPL-Caltech
Po integraci s PDD byl WATSON spuštěn více než 100 metrů (330 stop) pod povrch. Jakmile tam byl, použil svůj UV laser k osvětlení stěn ledu, což způsobilo, že některé molekuly žhnuly. Slabé světlo, které to produkovalo, bylo měřeno pomocí spektrometru, aby výzkumný tým získal vhled do struktury a složení těchto molekul (a také jejich distribuce).
Výsledky byly poté převedeny na mapu (uvedenou výše), aby se zobrazilo seskupení molekul na základě podobného chemického složení, které bylo v souladu s přírodními i uměle vyrobenými sloučeninami. Mezi ně patřily aromatické uhlovodíky (pocházející ze znečištění ovzduší a/nebo rozkládající se rostlinné hmoty), organické polymery nacházející se v podpůrných tkáních rostlin (ligniny), komplexní kyseliny nacházející se v půdách a další organické molekuly.
Kromě toho přístroj zaznamenal spektrální podpisy, které jsou podobné těm, které produkují shluky mikrobů. Z toho tým zjistil, že mikroby hluboko v ledu nejsou rozmístěny ve vrstvách (jak se dříve očekávalo), ale mají tendenci se shlukovat do kuliček. Jako Malaska popsal to :
„Vytvořili jsme mapy, když WATSON skenoval strany vrtu a shlukující se aktivní body modré, zelené a červené – všechny představují různé druhy organického materiálu. A pro mě bylo zajímavé, že rozložení těchto hotspotů bylo v podstatě stejné všude, kam jsme se podívali: Bez ohledu na to, zda byla mapa vytvořena v hloubce 10 nebo 100 metrů [33 nebo 330 stop], tyto malé malé kuličky tam byly. “
Umělecký dojem z PDD Honeybee Robotic nasazeného na povrch Evropy. Kredit: Honeybee Robotics
I když je ještě potřeba provést spoustu testů, než bude možné technologii použít v mimozemském prostředí, tým byl docela povzbuzen tím, jak citlivý byl WATSON na širokou škálu biologických podpisů. To bude velmi užitečné, když přijde čas na montáž misí do oceánských světů, kde distribuce a hustota potenciálních biologických podpisů v současnosti nejsou známy.
Řekl Rohit Bhartia, hlavní vyšetřovatel pro WATSON a zástupce hlavního vyšetřovatele pro SHERLOC (at Fotonové systémy ):
„Pokud bychom shromáždili náhodný vzorek, pravděpodobně nám unikne něco velmi zajímavého, ale díky našim prvním testům v terénu jsme schopni lépe porozumět distribuci organických látek a mikrobů v pozemském ledu, což by nám mohlo pomoci při vrtání do kůra Enceladu.'
V blízké budoucnosti by mohla být menší verze WATSON zahrnuta na palubu budoucí robotické mise na jeden z těchto měsíců – jako je např. Evropa Lander pojem. Přístroj by byl schopen skenovat do povrchového ledu těchto těles a hledat známky organických molekul spojených s biologickými procesy.
Ty by mohly být vráceny na Zemi jako součást mise pro návrat vzorků nebo analyzovány in-situ pomocí hlubokého ultrafialového laseru Ramanova spektroskopie nástroj. Tato druhá metoda by byla v některých ohledech výhodnější, protože by astronomům umožnila studovat potenciální biologické signatury v kontextu jejich prostředí.
Umělecké ztvárnění možné mise Europa Lander, která by v nadcházejících desetiletích prozkoumala povrch ledového měsíce. Kredit: NASA/JPL-Caltech
Jak řekl Mike Malaska, astrobiolog z JPL a hlavní vědec pro WATSON, vysvětlil :
„Bylo by skvělé, kdybychom nejprve prostudovali, jak tyto vzorky skutečně vypadají v jejich přirozeném prostředí, než je nabereme a rozmixujeme do kaše pro testování. To je důvod, proč vyvíjíme tento neinvazivní nástroj pro použití v ledovém prostředí: abychom se mohli hlouběji podívat do ledu a identifikovat shluky organických sloučenin – možná i mikrobů – aby je bylo možné studovat, než je dále analyzujeme a ztratíme své původní vlastnosti. kontextu nebo upravit jejich strukturu.“
Jak jejich názvy napovídají, mezi nástroji SHERLOC a WATSON existuje určitá příbuznost. I když se mohou lišit v detailech, jsou si nakonec velmi podobné, pokud jde o účel. Oba spoléhají na hluboký ultrafialový laser a spektrometr k identifikaci biologických podpisů a oba se spoléhají na kamery s vysokým rozlišením, které pořizují detailní snímky toho, co najdou.
A s trochou štěstí oba přispějí k některým z největších vědeckých průlomů, které kdy byly učiněny. Stručně řečeno, mohli by nám pomoci konečně odpovědět na otázku 'existuje život mimo Zemi?'
Další čtení: NASA