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Aug 2, 2020 1:14 AM ET

Der neue Mars-Rover der NASA ist dabei, sich auf die Jagd nach dem alten außerirdischen Leben zu begeben


Der neue Mars-Rover der NASA ist dabei, sich auf die Jagd nach dem alten außerirdischen Leben zu begeben

iCrowd Newswire - Aug 2, 2020

Das größte Ziel von Ausdauer ist es, Proben auszugraben, um sie eines Tages zur Erde zurückzubringen.

Am 30. Juli begibt sich ein sechsrädriges NASA-Rover-Rover in Größe eines SUV auf die Reise zum Mars – der Beginn einer Suche nach der Entschlüsselung der Geheimnisse der Vergangenheit des Roten Planeten. Ausgestattet mit einer Reihe von Instrumenten und einem ausgeklügelten Bohrsystem, hat der Rover die Aufgabe, eine Frage zu beantworten, die Wissenschaftler seit Jahrhunderten verwirrt hat: Hat der Mars jemals Leben beherbergt?

Der Rover mit dem Namen Perseverance ist eine der bisher ehrgeizigsten Planetenmissionen der NASA. Der Bot ist nicht nur dazu da, Marsgesteine auf Spuren vergangener Leben zu analysieren, sondern der Rover wird auch Dutzende von Proben zwischenspeichern, um irgendwo auf der Marsoberfläche zu bleiben. Diese Proben werden das nächste Jahrzehnt auf dem Mars überstehen und auf den Tag warten, an dem ein anderes Roboter-Raumschiff eintrifft, sie abholt und abschießt. Die Proben werden dann zurück zu unserem Planeten reisen, wo eifrige Wissenschaftler darauf warten werden, sie zu empfangen.

Es ist alles Teil einer Herkulesoperation, die als Mars Sample Return bekannt ist. Das Ziel ist es, unberührte Stücke von Marsmaterial zurück zur Erde zu bringen, wo wir sie in anspruchsvollen Labors studieren können. “Wenn du bestätigen willst, dass Leben jenseits der Erde existiert, kannst du es wahrscheinlich nicht mit irgendwelchen Instrumenten tun, die heute geflogen werden können”, sagt Kenneth Farley, Projektwissenschaftler für Perseverance und Professor am California Institute of Technology, gegenüber The Verge. “Man muss wirklich Proben zurück ins Labor bringen.”

Beharrlichkeit ist nur der erste – äußerst komplizierte — Schritt in diesem Probenrückgabeprozess. Im Erfolgsfalle wird Perseverance Dutzende von Proben der Marsoberfläche, die eines Tages die Erde sehen könnten, ordentlich verpacken. Sie können uns sagen, ob es Leben auf dem Mars gab oder ob es immer ein karger Planet war. “Dies ist wirklich eine einzigartige – wirklich einmalige – Gelegenheit, Proben von einem bekannten Ort auf dem Mars zu erhalten”, sagt Tanja Bosak, Professorin für Geobiologie am MIT, die als Teilnehmerin an der Mission an der Mission beteiligt ist, gegenüber The Verge.

Die Suche nach Leben auf dem Mars

1976 schickte die NASA zwei Lander namens Viking 1 und Viking 2 an die Marsoberfläche, um aktiv nach Lebenszeichen zu suchen. Während die beiden viel über den Mars erfuhren, gaben sie keine überzeugenden Beweise dafür auf, dass es jemals Leben auf dem Planeten gegeben hatte, was die Suche für eine Weile einen Dämpfer versetzte. Aber im Nachhinein waren die Wikinger-Lander nicht gut gerüstet, um diese ultimative Frage zu beantworten. “Im Vergleich zu dem, was wir heute wissen, hatten sie kein sehr ausgeklügeltes Verständnis davon, wie man tatsächlich nach dem Leben sucht”, sagt Farley.

Die NASA verfolgte die Viking-Lander mit Orbitern, die den Mars von oben untersuchten, sowie Rovern, die über die Oberfläche des Planeten krochen. Im Laufe der Zeit entstand ein neues Porträt der Vergangenheit des Mars. Dank der Daten dieser Raumsonde erkannten die Wissenschaftler, dass vor 3,5 Milliarden Jahren flüssiges Wasser Seen und Flüsse die Oberfläche des Planeten übersäten. Fließendes Wasser auf der Erde ist vielleicht die wichtigste Zutat für das Leben auf unserem Planeten; Viele Wissenschaftler fragten sich, ob dieser üppige Mars der Vergangenheit auch Organismen beherbergte.

Daten des jüngsten NASA-Rovers Curiosity belebten die Suche nach Leben. Im Jahr 2012 in ein Becken namens Gale Crater geworfen, stellten die Instrumente von Curiosity schnell fest, dass die Region einst ein riesiger See war. “Zur gleichen Zeit, in der diese Umgebung existierte, wäre auf der Erde eine ähnliche Umgebung nicht nur bewohnbar, sondern auch bewohnt gewesen”, sagt Farley. “Es hätte lebende Organismen in einer sehr ähnlichen Umgebung zu einer sehr ähnlichen Zeit auf der Erde gegeben.”

Bild: NASA
Ein falsches Farbbild des Jezero-Kraters, von oben vom Mars Reconnaissance Orbiter der NASA gesehen

Schnell vorwärts bis heute, und die NASA wählte den vielleicht verlockendsten Ort für Ausdauer zu erkunden: eine Region auf dem Mars namens Jezero Crater. Wissenschaftler sind ziemlich sicher, dass der Krater einst die Heimat eines fließenden Flusses war, der in einen See gegossen wurde. Dieses fließende Wasser könnte Sedimente und andere Mineralien in den See gebracht haben und das richtige chemische Rezept liefern, das für das Gedeihen winziger Lebensformen erforderlich ist.

“Wir werden sehen, was uns aus dem Orbit als eine sehr, sehr bewohnbare Umgebung betrachtet”, sagt Ken Williford, der stellvertretende Projektwissenschaftler für Beharrlichkeit am Jet Propulsion Laboratory der NASA, gegenüber The Verge. “Wenn es Mikroben in diesem See gab, hatten sie jede Gelegenheit, vor allem am Rande des Sees zu kolonisieren, wo man oft Teichabschaum auf der Erde oder diese Art von nur grünem Goo am Rande eines Teiches oder eines Sees findet. Das ist wie unser heiliger Gral.”

Der Marsgraben

Sobald die Beharrlichkeit es nach Jezero schafft, wird die Jagd nach sogenannten “Biosignaturen” weitergehen. Eine Biosignatur könnte ein Gestein, ein Mineral oder eine Struktur sein, die durch Lebewesen gebildet wird. Es könnten Chemikalien sein, die durch biologische Prozesse oder organische Materie hergestellt werden – Moleküle aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die das gesamte Leben der Erde umfassen. Eine Biosignatur zu finden wäre unglaublich, während es ein Jackpot wäre, mehrere Typen an einem Ort zu finden.

Bild: NASA
Eine künstlerische Darstellung von Ausdauer mit erweitertem Primärroboterarm, der in die Oberfläche des Mars bohrt.

Die Ausdauer ist mit sieben Instrumenten geschmückt, von denen die meisten nach Biosignaturen suchen werden, während der Rover das Marsgelände durchforstet. Dazu gehören Kameras, Radar, ein Laser und vieles mehr. Beharrlichkeit hat auch ein paar Nebenprojekte. Ein Instrument namens MOXIE wird versuchen, Kohlendioxid in der Marsatmosphäre in Sauerstoff umzuwandeln – eine Technik, die für zukünftige menschliche Forscher des Mars nützlich sein könnte. Die glanzvollste Ergänzung ist ein winziger Hubschrauber, der versuchen wird, durch die dünne Marsatmosphäre zu fliegen.

Die wahre Piéce de résistance of Perseverance ist ihr Probenahmesystem. “Der Aspekt der Probenrückgabe ist wirklich das größte motivierende Ziel von Mars 2020”, sagt Williford. “Das ist unser Grund zu sein.” Ein Roboterarm erstreckt sich von der Vorderseite des Rovers nach außen und bohrt mit einem von neun Bohrern in die Oberfläche. Das gebohrte Material wird in eines der 43 Titanprobenrohre gemischt, die Perseverance zum Mars gebracht hat. Einmal gefüllt, wird eine Röhre in den Bauch des Rovers gebracht, wo ein anderer

em> Roboterarm fotografiert die Probe, versiegelt sie hermetisch und speichert sie dann für später.

Ganze Teams von Wissenschaftlern und Ingenieuren bestimmen, wo und wann Ausdauer bohrt. Sie versuchen, so viel wie möglich jetzt zu planen, aber es hängt alles davon ab, wo die Ausdauer im Jezero-Krater landet. Sobald er am Boden ist, kann der Rover seine Umgebung analysieren und wichtige Interessensgebiete hervorheben. Die Teams sind auf der Jagd nach bestimmten Gesteinsarten wie Karbonaten, die aus der Umlaufbahn um den Rand des Jezero-Kraters gesehen wurden. Sie hoffen auch, holprige Hügel von geschichteten Schmutz zu erkennen, bekannt als Stromatoliten. Stromatolite bilden sich in flachen Wasserumgebungen auf der Erde, wenn Matten von Cyanobakterien winzige Sedimentstücke fangen und geschichtete Gesteinsformationen erzeugen. Ähnliche Strukturen auf dem Mars würden verlockende Flecken zum Bohren bieten.

 

Letztlich wird eine Entscheidung zum Bohren Tage bis Wochen dauern, in der die Wissenschaftler Tausende von verschiedenen Faktoren abwägen. “Jede Probe wird unglaublich wertvoll sein und wirklich eine ihrer Art sein”, sagt Bosak, der Teil des Teams von Wissenschaftlern ist, die die Entscheidung treffen, wo sie bohren soll. “Aber obwohl wertvoll, können wir auch gelähmt sein durch: ‘Oh, ist das so wertvoll, wie etwas um die Ecke sein könnte?’ Wir arbeiten immer noch daran, was genau gut genug ist, denn vielleicht ist es um die Ecke schlimmer.”

Verwitterung des Mars

Das Ziel ist es, mindestens 20 Proben von diversem Material zu erhalten, die eines Tages zur Erde zurückgebracht werden können, obwohl die Option da ist, alle 43 Röhren zu füllen. “Wenn Sie alle Ingenieure fragen, sind es 43”, sagt Eric Aguilar, Systemtestbed Manager und Assistant Product Delivery Manager für das Sample Caching System on Perseverance bei NASA JPL, gegenüber The Verge. “Wir wollen, dass jeder einzelne genommen und arbeitet und eine Probe hat, und dann machen es die Wissenschaftler wirklich schwer zu entscheiden, welche zurückkommen.”

Bild:
NASA-Ingenieure laden die Titan-Probenröhren vor dem Start in Dieeverance.

Irgendwann werden die Wissenschaftler die Entscheidung treffen, die Probenröhrchen irgendwo auf der Marsoberfläche fallen zu lassen. Es ist möglich, dass sie sich entscheiden, die Rohre in Einsen und Zweien zu werfen, oder höchstwahrscheinlich in einer großen Gruppierung auf einer flachen Oberfläche irgendwo. Da sie aus Titan bestehen, sollten die Probenbehälter in der Lage sein, der kalten Marsumgebung – sowie möglichen Staubstürmen – zu widerstehen, ohne den wertvollen Inhalt in ihnen zu verlieren. Sie wurden auch weiß lackiert, falls sich die Dinge auch auf dem Mars erwärmen. “Wir wollen nicht, dass diese Dinge auf der Oberfläche des Mars überhitzt werden, obwohl es dort oben noch ziemlich kalt ist”, sagt Aguilar. “Aber bei direkter Sonneneinstrahlung kann es auch ziemlich heiß werden.” Alles in allem, so die NASA, werden die Röhren bis zu 20 Jahre halten können, ohne zu erniedrigen.

Das wird der Schlüssel sein, da es eine lange Wartezeit bis zur Folgemission sein wird. Die NASA und die Europäische Weltraumorganisation arbeiten zusammen, um die Dinge zu beschleunigen. Die Mission wird wahrscheinlich einen weiteren Rover zum Mars schicken, um die Proben zu sammeln und sie dann zu einer Rakete zu bringen, die sich mit einem anderen Raumschiff im Orbit treffen könnte. Diese Raumsonde wird dann die Reise zurück zur Erde mit den Proben beginnen. Es wird unglaublich kompliziert, und Wissenschaftler schauen auf ein Warten, das bis zu einem Jahrzehnt dauern könnte.

 

Aber wenn alles ausgeht, könnten die Ergebnisse enorm sein. Einmal auf der Erde, würden Wissenschaftler in der Lage sein, die Proben zu nehmen und sie in dünne Gesteinsschichten zu schneiden. “Letztendlich polieren wir es, bis es dünner ist als ein Blatt Papier, so dass man Licht durch sie leuchten kann”, sagt Williford. “Und so können Sie dann sehr, sehr kleine Dinge von der Größe einzelner mikrobieller Zellen sehen. Mit den Instrumenten, die wir auf einer Marsmission fliegen können, können wir das noch nicht ganz machen. Aber wenn wir die Proben zurückbekommen, können wir das tun.”

Anreise zur Startrampe

Es bleibt noch eine Menge Arbeit zu tun, aber nur an diesen Punkt zu kommen, ist eine Leistung für das Ausdauerteam. Die Idee einer Mars-Probe-Rückkehr-Mission ist seit Jahrzehnten in den Köpfen der Wissenschaftler. “Die Leute würden lachen und sagen, wir sind immer 10 Jahre von der Rückkehr der Mars-Probe entfernt”, sagt Williford. “Das war der Witz, denn das ist etwas, was die Leute zumindest seit der Apollo-Ära machen wollten.”

Aufgrund der Art der Mission von Perseverance mussten viele zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden. Vor allem muss der Rover unglaublich sauber sein, um eine Kontamination des Mars zu vermeiden. Ingenieure backten den Rover bei mehr als 300 Grad Fahrenheit (150 Grad Celsius), um ihn vollständig zu sterilisieren. “Wenn wir diese Probe sammeln, müssen wir sicherstellen, dass wir, wenn wir sie öffnen und sie für mögliches altes mikrobielles Leben befragen, dass wir nicht sagen: ‘Hey, großer Newsflash, wir haben Leben auf dem Mars gefunden!’ Und kommen Sie, um herauszufinden, es ist tatsächlich etwas, das eine Fahrt von der Erde getroffen hat”, erzählt Moogega Stricker, die Leiterin für Planetarienschutz bei Der NASA JPL, gegenüber The Verge.

Bild: NASA
Die Atlas-V-Rakete, die von der United Launch Alliance betrieben wird, wird Perseverance zum Mars starten.

Während der letzten Phase der Startvorbereitungen traf die COVID-19-Pandemie und zwang die Ingenieure, ihre Pläne komplett zu überarbeiten. Das Team arbeitete in Schichten, um soziale Distanzierte durchzusetzen, und fügte zusätzliche Reinigungs- und Desinfektionsvorkehrungen hinzu, um sicherzustellen, dass sie das Virus nicht auf ihre Kollegen ausbreiteten. Auch mit der Fahrt des Rovers zum Mars gab es Schwierigkeiten. Die Atlas-V-Rakete, die die Mission starten soll, hatte einige Probleme während eines Tests im Juni, was das Team zwang, den Start um einige Wochen zurückzudrängen. Es gibt in diesem Sommer nur ein kleines Zeitfenster für Ausdauer, wenn Mars und Erde auf ihren Bahnen am nächsten kommen. Wenn der Rover nicht vor Ende August starten kann, muss die NASA möglicherweise noch zwei Jahre warten, um es erneut zu versuchen.

Die Beharrlichkeit ist nun Tage von ihrem geplanten Start am 30. Juli um 7:50 Uhr ET entfernt. Das Fahrzeug wird von Cape Canaveral, Florida, starten und Perseverance auf dem Weg zum Mars mit einem geplanten Ankunftsdatum irgendwann im Februar 2021. Es ist derselbe Monat, in dem zwei weitere Raumfahrzeuge auf dem Mars ankommen werden: ein orbiter, der von den Vereinigten Arabischen Emiraten gebaut wurde, hope und Chinas Tianwen-1-Mission, zu der auch ein Rover gehört.

Im kommenden Februar wird Perseverance zum Mars absteigen, eine gewagte Leistung, die nur acht Missionen erfolgreich abgefahren haben. Es wird der erschütterndste Teil der Reise sein, der oft als sieben Minuten Terror beschrieben wird. Aber wenn Ausdauer in einem Stück auf den Boden kommen kann, kann die eigentliche Arbeit beginnen. Ob Ausdauer Leben findet oder nicht, sie könnte uns wichtige Einblicke in die Natur unseres Sonnensystems geben – und das Universum.

“Die zentrale Frage ‘Gibt es Leben auf

andere Planeten?’ — es kommt wirklich darauf an: Ist die Entstehung des Lebens eine Art magischer Funke, der nur unglaublich selten passiert, oder ist es die Art von Sache, die unvermeidlich ist?”, sagt Farley. “Was wir tun können, ist, dass wir an einen solchen Ort in unserem eigenen Sonnensystem auf dem Mars gehen und die Frage stellen können: ‘Ist das Leben allgegenwärtig?'”

 

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Loren Grush



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