Uus meetod Marsilt elu otsimiseks: ultraviolettkiirgus

Uurijad pakuvad välja, et seadmed saaks paigaldada ükskõik millisele Marsil maanduvale seadmele. Sobivad oleks nii 2009. aastal startiv NASA Mars Science Laboratory (Marsi teaduslabor), mis samuti uurib planeedi elamiskõlblikkust kui ka Euroopa Kosmoseagentuuri 2013. aasta ExoMars missioon, mis uurib otseselt elu olemasolu punase planeedi olevikus ja minevikus, kirjutas fyysika.ee.

Uuringu tulemused avaldati Ameerika geofüüsika liidu ajakirjas Geophysical Research Letters.

Polütsükliliste aromaatsete süsivesinike (ingliskeelne lühend - PAH) nime kandvaid ühendeid leitakse sageli komeetidelt, meteoriitidelt ning tähtede vahelisest ruumist. Neid ühendeid peetakse üheks varasemaks orgaanilise aine vormiks Universumis. Nagu elavad organismid, fluorestseeruvad ka need molekulid ultraviolettkiirguses, muutes nad uuele tehnoloogiale suurepäraseks sihtmärgiks. Nii arvab uurimuse kaasautor, Oregoni ülikooli merefüüsika professor Martin Fisk.

"Kuna PAH ühendeid leidub meteoriitidel, eeldame me, et osa sellest ainest on kukkunud kosmosest Marsi pinnale, " ütles Fisk. "Samas me teame ka, et Marsi pinda pommitab ultraviolettvalgus ja kosmiline kiirgus, mis hävitavad orgaanilise aine. Arvutisimulatsioonid, kaasa arvatud need, mille viisid läbi kaasautorid Londonis, näitavad, et orgaaniline aine on umbes meetri sügavusel Marsi pinnase all kaitstud ning seda on võimalik sealt pinnasepuuri abil kätte saada ja tuvastada."

Uuringu juhtautor ja Pasadena Kinohi instituudi direktor Michael Storrie-Lombardi ütleb, et nende poolt kasutatud meetodit on rakendatud laboriturvalisuses iga päev juba ligi sada aastat.

"Hiljuti sai võimalikuks aga selle tehnoloogia rakendamine teiste planeetide uurimisel, " lisas ta.

Oma katses lõid teadlased tolmuse pinnase, purustades Oregoni osariigi Riddle' niklikaevandusest saadud peridotiiti. Saadud tulemus peaks hästi jäljendama Marsi pinnast. Prantsusmaalt leitud ja punaselt planeedilt pärinev meteoriit koosneb 88 protsendi ulatuses oliviinist, teadlaste poolt kasutatud kivimis on oliviini 90 protsenti.

Peridotiidile lisati PAH osakesei suhtega 50 miljoni kohta, mis vastab ligikaudu PAH sisaldusele meteoriidis. Siis võeti umbes supilusikatäis pinnast ja suunati sellele umbes meetri kauguselt erinevate omadustega valguslaineid.

Kasutades panoraamkaamera PanCam valgusfiltreid, oldi võimelised selgelt tuvastama isegi 1,5 mikrogrammi orgaanilist ainet ja eristama erinevaid molekule neile iseloomuliku helenduse järgi. PanCam oli 2003. aastal Marsile suundunud, kuid kadunuks jäänud Beagle 2 varuinstrument.

Kaks osalenud teadlast, Storrie-Lombardi ja Jan-Peter Mullard Suurbritannia kosmoselaboratooriumist viisid optikaeksperimendid läbi laboris ja ka Californias Silver Lake' uurimiskeskus, mis on tuntud kui maapealne Marsi analoog. Eksperimendi osana paigutati seadmed alusele, mis pidi töötama Marsi kulgurile mõjuvatele sarnanevates tingimustes.

"Fluorestsentsi allkirja kontrollimine nii laboris kui ka välitingimustes on määrav, kui tahta olla kindel, et süsteem ka Marsi pinnal tegelikult töötab, " ütles Muller.

Andrew Coates ExoMars PanCam meeskonnast ütleb, et eesmärgiks on muuta seade piisavalt kergeks, et see kosmosesse saata, ning piisavalt vastupidavaks, et taluda Marsi öid, kus temperatuur langeb isegi miinus 120 kraadini.

"ExoMars PanCam pakub meile põnevaid väljakutseid: stereovõtted ning suurendussüsteem näitavad meile kõigi ExoMarsi eksperimentide tingimusi ja värvilised filtrid võimaldavad tuvastada kivimite, aga ka atmosfääri koostist, " ütles Coates. "Kui suudetakse näidata, et see on piisavalt kerge ja töökindel, teeme me ettepaneku see Marsile kaasa viia."

ExoMarsi PanCam seadmetega tegelev artikli kaastööline Andrew Griffith möönab, et sellise vastupidavuse saavutamine on väljakutse. "Marsile jõudmine on raske, nagu kinnitas Beagle-2, pinnase uurimine on veel raskem, eriti uue tehnoloogiaga."

Kuigi fluorestsentsi on kasutatud orgaanilise aine tuvastamiseks kümnendeid, olid valgusallikad liiga suured ja ebamugavad, et panna neid robotitele, mis suunduvad teistele planeetidele. Võimaluse avavad uue generatsiooni valgusdioodid, mis on väikesed, töökindlad ja efektiivsed.

"Marsi kulgurile paigutatult suudab üks selline valgusdiood anda piisavalt kiirgust, et panna paari sentimeetri kauguselt polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud helendama, " ütles Storrie-Lombard. "Aga veel lootustandvam on see, et väga hiljuti loodi laserdiood, mille lainepikkus on 375 naomeetrit ja mis suudab valgustada kõike, mida Pancam näeb, sealhulgas kivimikihte ja kõrgetel paljanditel paiknevaid kaljulõhesid."

Laserit testitakse nüüd laboris karmides tingimustes, mis jäljendavad Marsi olusid, et näidata selle lennuvalmidust.

Storrie-Lombardi sõnul on seade suurepärane esmasteks vaatlusteks. "See ei eelda proovi ettevalmistamist, ei hävita proovi ning vajab tegutsemiseks vaid elektrit, säästes vett ja teisi piiratud ressursse teistele seadmetele."

Pärast 30 aastat tagasi startinud Vikingit , pole ükski Marsi missioon keskendunud orgaanilise aine ja bioloogilise tegevuse otsingutele. Praegu töös olev ja kavandatavad Mars Science Laboratory ja ExoMars hakkavad seda suundumust aga muutma.