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Neues Instrument zur Suche nach Leben
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Universität Bern
astronews.com
20. August 2020
In Basel wurde jetzt ein neues Instrument vorgestellt, das
es ermöglichen soll, auf zukünftigen Weltraummissionen Kleinstmengen von Spuren
von Leben nachzuweisen. Zum Einsatz kommen könnte das Instrument ORIGIN zum
Beispiel auf den Eismonden Europa oder Enceladus. Die NASA hat
jedenfalls schon einmal ihr Interesse angemeldet.
Das Massenspektrometer ORIGIN.
Foto: Andreas Riedo / Universität Bern [Großansicht] |
Die Frage, ob außerhalb der Erde Leben existiert, ist eine der
fundamentalsten Fragen der Menschheit. Zukünftige Missionen der NASA zielen
beispielsweise darauf ab, die prominenten Eismonde von Jupiter und Saturn vor
Ort zu untersuchen, welche eventuell Leben in den flüssigen Ozeanen unterhalb
einer dicken Eisschicht beherbergen. Der Nachweis von Spuren von Leben außerhalb
der Erde ist jedoch extrem anspruchsvoll. Hochempfindliche Instrumente sind
nötig, welche vor Ort möglichst autonom und mit hoher Präzision Messungen
vornehmen – Millionen von Kilometern entfernt von der Erde also, ohne die
direkte Unterstützung des Menschen.
Nun hat eine internationale Gruppe von Forschenden unter der Leitung von
Andreas Riedo vom Physikalischen Institut und Niels Ligterink vom Center for
Space and Habitability (CSH) der Universität Bern ORIGIN entwickelt - ein
Massenspektrometer, das Kleinstmengen von solchen Spuren von Leben detektieren
und identifizieren kann. Verschiedene internationale Weltraumorganisationen,
allen voran die NASA, haben bereits Interesse bekundet, ORIGIN für zukünftige
Missionen zu testen.
Seit der ersten Marsmission Viking in der 1970er Jahren versucht die
Menschheit mit hochspezialisierten Instrumenten, die auf Landeplattformen und
Rovern installiert sind, Spuren von Leben auf dem Mars zu finden. Der Mars war
in jungen Jahren vermutlich sehr viel erdähnlicher als heute, besaß eine dichte
Atmosphäre und auch flüssiges Wasser. Im Laufe Zeit aber hat der Planet seine
schützende Atmosphäre verloren. "In Folge dessen ist die Marsoberfläche hoher
Sonnen- und kosmischer Strahlung ausgesetzt, welche Leben an der Oberfläche
verunmöglicht", so Ligterink. Momentan wird der Mars vom NASA-Rover
Curiosity im Detail untersucht, allerdings bis jetzt ohne konkrete Hinweise
auf Spuren von Leben.
Seit der Entdeckung der globalen Ozeane unterhalb kilometerdicker
Eisschichten auf dem Jupitermond Europa und dem Saturnmond Enceladus durch die
Missionen Cassini und Galileo, sind diese zwei Objekte bei
Forschenden näher ins Zentrum der Suche nach extraterrestrischem Leben gerückt.
Nach heutigen Kenntnissen besitzen die Ozeane sämtliche Eigenschaften, die nicht
nur für das Entstehen von Leben nötig sind, sondern stellen auch Umgebungen dar,
in denen Leben längerfristig existieren kann.
So plant die NASA um 2030 mit einer Mission auf dem Jupitermond Europa zu
landen und vor Ort Messungen vorzunehmen. Das Ziel: Identifizierung von Leben.
"Konzepte, die speziell für den Mars entwickelt wurden, können jedoch nicht ohne
Weiteres auf anderen Objekten in unserem Sonnensystem angewendet werden, da
diese sehr verschieden sind", erklärt Prof. Dr. Peter Wurz vom Physikalischen
Institut der Universität Bern. "Neuartige Instrumente mit höherer Sensitivität
und simpler und robuster Analytik müssen konzipiert und eingesetzt werden".
ORIGIN ist ein solches neues Instrument, welches bisherige Instrumente dieser
Art in seiner Messempfindlichkeit um ein Vielfaches übertrifft. Das Interesse
daran ist groß: "So hat uns beispielsweise die NASA eingeladen, unser Instrument
in der Arktis zu testen", erzählt Riedo. "Die Arktis ist eine optimale
Testumgebung in Hinblick einer möglichen Europa-Lander-Mission, die 2025
startet, die uns ermöglicht, die Vorzüge von ORIGIN aufzuzeigen."
Aminosäuren sind wichtige Bestandteile unseres Lebens, so wie wir es auf
unserer Erde kennen. Ein gleichzeitiger Nachweis bestimmter Aminosäuren auf
extraterrestrischen Oberflächen, wie derjenigen von Europa, ließen auf mögliches
Leben schließen. Das von den Berner Forschenden entwickelte Messprinzip ist
simpel: "Laser-Impulse werden auf die zu untersuchende Oberfläche gerichtet.
Dabei lösen sich Kleinstmengen an Material, das in einem zweiten Schritt von
ORIGIN auf dessen chemische Zusammensetzung untersucht wird", erklärt Ligterink.
"Das Überzeugende an unserer Technik ist, dass keine komplizierten
Probenaufbereitungen vorgenommen werden müssen, welche das Resultat eventuell
beeinflussen können. Dies war bis anhin eines der größten Probleme auf dem
Mars", ergänzt Riedo.
Die bis jetzt mit ORIGIN analysierten Aminosäuren besitzen einen spezifischen
chemischen Fingerabdruck, welcher deren Identifikation direkt ermöglicht. "Wir
haben ehrlich gesagt nicht erwartet, bei unseren ersten Messungen bereits
Aminosäuren bestimmen zu können", gibt Ligterink zu.
Die Entdeckung von Spuren von vergangenem oder gegenwärtigem Leben auf
Objekten unseres Sonnensystems jenseits der Erde wäre von großer Bedeutung für
ein besseres Verständnis des Vorhandenseins von Leben im Universum und seiner
Entstehung. "Unsere neue Messtechnik ist eine echte Verbesserung zu den
gegenwärtig angewandten Instrumenten auf Weltraummissionen. Sollten wir auf
einer zukünftigen Mission mit dabei sein, könnten wir mit ORIGIN eventuell einer
der fundamentalsten Fragen der Menschheit lösen: Gibt es Leben im All?", hofft
Riedo.
Das neue Instrument beschreiben die Forschenden in einem Beitrag im
Fachjournal Nature Scientific Reports.
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