Onderzoekers van de Universiteit van Bern hebben het zeer gevoelige ORIGIN-instrument ontwikkeld, die het bewijs kunnen leveren van de kleinste hoeveelheden sporen van leven, voor toekomstige ruimtemissies. Ruimteagentschappen zoals NASA hebben al interesse getoond in het testen van ORIGIN voor toekomstige missies. Het instrument kan worden gebruikt op missies naar de ijsmanen van Europa (Jupiter) en Enceladus (Saturnus), bijvoorbeeld.

De vraag of er buiten de aarde leven bestaat, is een van de meest fundamentele vragen van de mensheid. Toekomstige NASA-missies, bijvoorbeeld, doel om de ijsmanen van Jupiter en Saturnus te onderzoeken, die mogelijk het leven in de vloeibare oceanen onder de dikke laag ijs kunnen beschermen, op de grond. Het bewijzen van sporen van leven buiten de aarde is een enorme uitdaging, echter. Er zijn zeer gevoelige instrumenten nodig die met de grootst mogelijke mate van autonomie en met hoge precisie op de grond metingen verrichten - miljoenen kilometers van de aarde en dus zonder directe steun van de mens - zijn nodig.

Een internationale groep onderzoekers onder leiding van Andreas Riedo en Niels Ligterink van de Universiteit van Bern heeft nu ORIGIN ontwikkeld, een massaspectrometer die de kleinste hoeveelheden van dergelijke sporen van leven kan detecteren en identificeren. Ze beschrijven het instrument in een recent gepubliceerd artikel in het vakblad Natuurwetenschappelijke rapporten . Niels Ligterink van het Center for Space and Habitability (CSH) is de hoofdauteur van de internationale studie, en co-auteur Andreas Riedo van het Physics Institute van de Universiteit van Bern ontwikkelde het instrument in de laboratoria van de afdeling ruimteonderzoek en planetaire wetenschappen van het Physics Institute. Diverse internationale ruimtevaartorganisaties, in het bijzonder NASA, hebben al interesse getoond in het testen van ORIGIN voor toekomstige missies.

Nieuw instrument vereist

Sinds de eerste Marsmissie Viking in de jaren 70, de mensheid is op zoek naar sporen van leven op Mars met behulp van zeer gespecialiseerde instrumenten die zijn geïnstalleerd op landingsplatforms en rovers. In zijn vroege jaren, Mars leek op de aarde, had een dichte atmosfeer en zelfs vloeibaar water. Echter, zoals Niels Ligterink uitlegt, Mars verloor in de loop van de tijd zijn beschermende atmosfeer:"Hierdoor het oppervlak van Mars wordt blootgesteld aan hoge zonne- en kosmische straling die leven op het oppervlak onmogelijk maakt." NASA's Curiosity-rover onderzoekt momenteel Mars in detail, maar tot op heden zijn er geen concrete aanwijzingen voor sporen van leven.

Sinds de ontdekking door de Cassini- en Galileo-missies van de mondiale oceanen onder kilometers ijslagen op Jupiters maan Europa en Saturnusmaan Enceladus, deze twee lichamen zijn steeds meer de focus geworden van de zoektocht naar buitenaards leven voor onderzoekers. Volgens de huidige kennis, de oceanen hebben alle eigenschappen die niet alleen nodig zijn voor het ontstaan ​​van leven, maar ook die omgevingen bieden waarin op lange termijn leven kan bestaan. NASA is daarom van plan om rond 2030 een missie te landen op Jupiters maan Europa en metingen op de grond te doen. Het doel:identificatie van het leven. Co-auteur Prof. Dr. Peter Wurz van het Physics Institute aan de Universiteit van Bern zegt:"Concepten die speciaal voor Mars zijn ontwikkeld, kunnen niet zomaar worden toegepast op andere lichamen in ons zonnestelsel omdat ze heel verschillend zijn. Er moeten nieuwe instrumenten met een hogere gevoeligheid en eenvoudigere en robuustere analysesystemen worden ontworpen en gebruikt."

Ongekende meetgevoeligheid voor bewijs van leven in de ruimte

ORIGIN is zo'n nieuw instrument dat qua meetgevoeligheid veel beter presteert dan eerdere ruimte-instrumenten. Diverse internationale ruimtevaartorganisaties hebben grote belangstelling getoond voor het instrument voor toekomstige missies. zegt Andreas Riedo. "NASA heeft ons uitgenodigd om deel te nemen en ons instrument te testen in het Noordpoolgebied. De Artic is de optimale testomgeving in het kader van de EUROPA LANDER-missie, die in 2025 moet beginnen, waarmee we de prestaties van ORIGIN kunnen demonstreren."

Aminozuren zijn belangrijke componenten van het leven zoals we dat op aarde kennen. Gelijktijdig bewijs van bepaalde aminozuren op buitenaardse oppervlakken, zoals die van Europa, om conclusies te trekken over mogelijk leven. Het door de in Bern gevestigde onderzoekers ontwikkelde meetprincipe is eenvoudig. Ligterink legt uit, "Laserpulsen worden op het te onderzoeken oppervlak gericht. kleine hoeveelheden materiaal worden losgemaakt, waarvan de chemische samenstelling in een tweede stap door ORIGIN wordt geanalyseerd." Andreas Riedo voegt toe, "Het overtuigende aspect van onze technologie is dat er geen ingewikkelde monstervoorbereidingstechnieken, die het resultaat mogelijk kunnen beïnvloeden, vereist. Dit was tot nu toe een van de grootste problemen op Mars, ", zegt Riedo. De aminozuren die tot nu toe met ORIGIN zijn geanalyseerd, hebben een specifieke chemische vingerafdruk waardoor ze direct kunnen worden geïdentificeerd. Ligterink legt uit, "Om eerlijk te zijn, we hadden niet verwacht dat onze eerste metingen al aminozuren zouden kunnen identificeren."

De ontdekking van sporen van leven in het verleden of heden op lichamen in ons zonnestelsel buiten de aarde is van groot belang voor een beter begrip van het bestaan ​​van leven in het heelal en zijn ontstaan. Riedo concludeert, "Onze nieuwe meettechnologie is een echte verbetering ten opzichte van de instrumenten die momenteel worden gebruikt bij ruimtemissies. Als we worden meegenomen op een toekomstige missie, kunnen we misschien een van de meest fundamentele vragen van de mensheid beantwoorden met ORIGIN:Is er leven in de ruimte?"