Afgestudeerde student Alison Skelley in de Atacama-woestijn in Chili. Afbeelding tegoed: Richard Mathies lab / UC Berkeley. Klik om te vergroten.
De droge, stoffige, boomloze uitgestrektheid van de Chileense Atacama-woestijn is de meest levenloze plek op aarde, en daarom sloten Alison Skelley en Richard Mathies zich eerder deze maand aan bij een team van NASA-wetenschappers.
De University of California, Berkeley, wetenschappers wisten dat als de Mars Organic Analyzer (MOA) die ze hadden gebouwd het leven in dat korstige, droge land zou kunnen detecteren, het op een dag een goede kans zou hebben om het leven op de planeet Mars te detecteren.
Monsters verzamelen in de Atacama-woestijn
Op een plek waar ze al eeuwen geen grassprietje of een insect meer had gezien en die te kampen had met stof en extreme temperaturen waardoor ze bevroor of zweette, voerde Skelley 340 tests uit om te bewijzen dat het instrument ondubbelzinnig aminozuren kon detecteren, de bouwstenen van eiwitten. Wat nog belangrijker is, zij en Mathies waren in staat om de voorkeur te detecteren van de aminozuren van de aarde voor linkshandigheid boven rechtshandigheid. Deze 'homochiraliteit' is een kenmerk van het leven waarvan Mathies denkt dat het een kritische test is die op Mars moet worden uitgevoerd.
"We zijn van mening dat het meten van homochiraliteit - een prevalentie van het ene type overhandigheid boven het andere - absoluut bewijs van leven zou zijn", zegt Mathies, hoogleraar chemie aan UC Berkeley en Skelley's onderzoeksadviseur. "We hebben op aarde aangetoond, in de meest Mars-achtige omgeving die beschikbaar is, dat dit instrument duizend keer beter is in het detecteren van biomarkers dan welk instrument dan ook dat eerder op Mars is geplaatst."
Het instrument is gekozen om aan boord te vliegen van de ExoMars-missie van de European Space Agency, die nu gepland staat voor lancering in 2011. De MOA wordt geïntegreerd met de Mars Organic Detector, die wordt samengesteld door wetenschappers onder leiding van Frank Grunthaner in het Jet Propulsion Laboratory (JPL) ) in Pasadena samen met de groep van Jeff Bada aan de Scripps Institution of Oceanography van UC San Diego.
Skelley, een afgestudeerde student die vijf jaar lang met Mathies aan aminozuurdetectie heeft gewerkt en de afgelopen twee jaar aan de draagbare MOA-analysator, hoopt bij het project te blijven terwijl het de komende zeven miniaturisatie en verbeteringen doorloopt bij JPL jaar ter voorbereiding op zijn langetermijnmissie. Sterker nog, zij en Mathies hopen dat zij degene is die MOA-gegevens bekijkt wanneer deze eindelijk via de Rode Planeet worden teruggestuurd.
"Toen ik voor het eerst met dit project begon, had ik foto's van het oppervlak van Mars en mogelijke tekenen van water gezien, maar het bestaan van vloeibaar water was speculatief en mensen dachten dat ik gek was om aan een experiment te werken om leven op Mars te detecteren," Zei Skelley. "Ik voel me nu gerechtvaardigd, dankzij het werk van NASA en anderen die aantoont dat er vroeger vloeibaar water op het oppervlak van Mars liep."
"De verbinding tussen water en leven is heel sterk gelegd en we denken dat de kans groot is dat er een levensvorm op Mars is of was", zei Mathies. "Dankzij Alison's werk bevinden we ons nu op het juiste moment op het juiste moment om het juiste experiment te doen om leven op Mars te vinden."
Mathies zei dat zijn experiment het enige is dat wordt voorgesteld voor ExoMars of de eigen Mars-missie van de Verenigde Staten - NASA's zwervende, robotachtige Mars Science Laboratory-missie - die ondubbelzinnig tekenen van leven zou kunnen vinden. Het experiment maakt gebruik van ultramoderne capillaire elektroforese-arrays, nieuwe micro-klepsystemen en draagbare instrumentontwerpen die in het laboratorium van Mathies zijn ontwikkeld om homochiraliteit in aminozuren te zoeken. Deze microarrays met microfluïdische kanalen zijn 100 tot 1.000 keer gevoeliger voor aminozuurdetectie dan het originele levensdetectie-instrument dat in de jaren 70 op de Viking Landers werd gevlogen.
De Atacama-woestijn werd door NASA-wetenschappers geselecteerd als een van de belangrijkste plekken om instrumenten voor Mars te testen, voornamelijk vanwege de oxiderende, zure grond, die vergelijkbaar is met het roestige rood geoxideerde ijzeroppervlak van Mars. Skelley en collega's Pascale Ehrenfreund, hoogleraar astrochemie aan de Universiteit Leiden in Nederland, en JPL-wetenschapper Frank Grunthaner bezochten vorig jaar de woestijn, maar konden de complete, geïntegreerde analysator niet testen.
Dit jaar droegen Skelley, Mathies en andere teamleden de complete analysers in drie grote gevallen per vliegtuig naar Chili - op zichzelf een test van de robuustheid van de apparatuur - en brachten ze naar het kale Yunguy-veldstation, in wezen een bouwvallig gebouw in een verlaten kruispunt. Met een luidruchtige Honda-generator die stroom leverde, zetten ze hun experimenten op en testten ze, samen met zes andere collega's, de geïntegreerde subkritische waterafzuiger samen met de MOA op monsters van populaire testlocaties zoals de "Rock Garden" en de "Soil Pit".
Een ding dat ze hebben geleerd, is dat met lage omgevingsniveaus van organische verbindingen, zoals waarschijnlijk het geval is op Mars, de microfluïdische kanalen in de capillaire schijven niet zo snel verstopt raken als bij het testen van monsters in Berkeley met zijn hoge bio-organische niveaus. Dat betekent dat ze minder kanalen nodig hebben op het instrument dat naar Mars reist en dat de scanner die wordt gebruikt om de gegevens uit te lezen niet zo uitgebreid hoeft te zijn. Dit vertaalt zich in een goedkopere en eenvoudigere manier om instrumenten te bouwen, maar nog belangrijker, een instrument dat kleiner is en minder stroom verbruikt.
Met het succes van deze cruciale veldtest willen Skelley en Mathies graag aan de slag met een prototype van hun instrument dat in de toegestane ruimte binnen het ExoMars-ruimtevaartuig zou passen.
"Ik ben veel optimistischer dat we het leven op Mars zouden kunnen detecteren, als het er is," zei Mathies.
Oorspronkelijke bron: UC Berkeley News Release
