Kép jóváírása: CMU
A jelenlegi Mars-expedíciók felvetik az a kísérteties lehetőséget, hogy a vörös bolygón valahol élet lehet. De hogyan találják meg a jövőbeli missziók? A választ a Carnegie Mellon kutatói által kidolgozott rendszer adhatja.
A héten, a houstoni 36. hold- és bolygótudományi konferencián (március 14-18.), Carnegie Mellon tudós, Alan Wagoner bemutatja az életérzékelő rendszer legutóbbi, Chilei Atacama-sivatagban elért teljesítményének eredményeit, ahol növekvő zuzmókat és baktériumtelepeket talált. Ez az első alkalom, hogy egy rover-alapú automatizált technológiát alkalmaztak az élet meghatározására ebben a szélsőséges térségben, amely próbafényként szolgál annak a technológiának, amelyet a jövőbeli Mars-missziók során alkalmazhatnak.
"Életdetektáló rendszerünk nagyon jól működött, és valami ehhez hasonlóan lehetővé teszi a robotok számára, hogy a Marson életet keressenek" - mondja Wagoner, a “Life in Atacama” projektcsapat tagja és a Molecular Biosensor and Imaging Center igazgatója a Carnegie Mellon Mellon Tudományos Főiskola.
A 2004. évi „Élet az Atacama-ban” szezon? Augusztus-október közepén volt egy hároméves program második szakasza, amelynek célja az volt, hogy megértse, hogyan lehet életet észlelni egy távoli tudományos csapat irányítása alatt álló rover segítségével. . A projekt a NASA bolygók felfedezésére szolgáló asztrobiológiai tudományos és technológiai programjának (ASTEP), vagyis az ASTEP részét képezi, amely a technológia korlátainak súlyos környezetben történő kitolására koncentrál.
David Wettergreen, a Carnegie Mellon Robotikai Intézetének társult kutatási professzora vezeti a rover fejlesztését és helyszíni vizsgálatát. Nathalie Cabrol, a NASA Ames Kutatóközpont és a SETI Intézet bolygó tudósa vezeti a tudományos vizsgálatot.
Az élet alig észlelhető az Atacama legtöbb területén, de a rover műszerei két zónában képesek voltak detektálni a zuzmókat és a baktériumtelepeket: a parti nedves éghajlatú és belső, egy nagyon száraz, az élet számára kevésbé vendégszerető partvidék.
„Nagyon világos jeleket kaptunk a klorofill, a DNS és a fehérje által. És képesek voltunk a biológiai anyagok vizuális azonosítására a rover által rögzített szabványos képről ”- mondja Wagoner.
„Összességében ez a négy bizonyíték az élet erős mutatója. Most, a megállapításokat megerősítik a laboratóriumban. Az Atacama-ban begyűjtött mintákat megvizsgálták, és a tudósok megállapították, hogy azok életét tartalmazzák. A zuzmók és baktériumok a mintákban növekednek és elemzésre várnak. ”
Wagoner és kollégái életmentő rendszert fejlesztettek ki, amely fel van szerelve a ritka életformák fluoreszcencia jeleinek észlelésére, ideértve azokat is, amelyek csupán milliméter méretűek. A rover alatt elhelyezkedő fluoreszcens képalkotó érzékeli a klorofill-alapú élet jeleit, például a zuzmók cianobaktériumait, valamint a festékkészlet fluoreszcens jeleit, amelyek csak akkor világítanak, ha csak nukleinsavhoz, fehérjéhez, lipidhez vagy szénhidrátokhoz kötődnek. az élet összes molekulája.
"Nem ismerünk más olyan távoli módszereket, amelyek képesek mind a mikroorganizmusok alacsony szintjének kimutatására, mind a biofilmekként vagy kolóniákként beépített magas szint megjelenítésére" - mondja Gregory Fisher, a projekt képalkotó tudósa.
„A fluoreszcens képalkotónk az első képalkotó rendszer, amely nappali fényben működik, miközben a rover árnyékában van. A rover napenergia felhasználásával működik, így nappali órákban kell utaznia. A rögzített képek sokszor csak halk jelet jelezhetnek. Bármely napfény, amely a hagyományos fluoreszcens képalkotó kamerájába szivárog be, eltakarja a jelet ”- mondja Wagoner.
„A probléma elkerülése érdekében úgy terveztük meg a rendszert, hogy erõsítse a festékeket nagy intenzitású fényhullámokkal. A kamera csak ezen villanások alatt nyílik meg, így nappali felfedezés közben képesek vagyunk erõs fluoreszcencia jeleket rögzíteni ”- mondta Shmuel Weinstein, projektmenedzser.
A misszió alatt Pittsburgh-ben található távoli tudományos csapat utasította a rover műveleteit. A helyszínen egy földi csapat gyűjtött mintákat, amelyeket a rover megvizsgált, hogy visszahozhassák a laboratóriumi további vizsgálat céljából. Egy tipikus napon a terepen a rover egy utat követett az előző napon a távoli műveletek tudományos csoportja által kijelölt úton. A rover alkalmanként megállt, hogy elvégezze a részletes felszíni ellenőrzést, és eredményesen létrehozta a geológiai és biológiai adatok „makroszkopikus takaróját” 10-10 centiméteres kiválasztott panelekben. Miután a rover távozott egy régióból, a földi csapat összegyűjtött mintákat a rover megvizsgált.
„A helyszíni rover-eredmények és a laboratóriumi teszteink alapján nincs egy példa arra, hogy a rover hamis pozitív eredményt adna. Minden tesztelt mintában baktériumok voltak benne. ”- mondja Edwin Minkley, a Biológiai Tudományok Tanszékének Biotechnológiai és Környezeti Folyamatok Központjának igazgatója.
Minkley elemzéseket végez a visszanyert baktériumok genetikai tulajdonságainak meghatározása érdekében, hogy azonosítsa a mintákban található különböző mikrobiális fajokat. Emellett vizsgálja a baktériumok ultraibolya (UV) sugárzásra való érzékenységét. Az egyik hipotézis az, hogy a baktériumok nagyobb UV-ellenállásúak lehetnek, mivel extrém UV-sugárzásnak vannak kitéve a sivatagi környezetben. Minkley szerint ez a jellemzés magyarázhatja azt is, hogy miért a legszárazabb helyről származó baktériumok ilyen nagy része pigmentált: vörös, sárga vagy rózsaszínű, amikor laboratóriumban nőnek fel.
A projekt első szakasza 2003-ban kezdődött, amikor a Hyperion nevű, napenergiával működő robotot, amelyet szintén Carnegie Mellonban fejlesztettek, az Atacama-ba vitték kutatási tesztpadlóvá. A tudósok kísérleteket végeztek a Hyperion segítségével annak érdekében, hogy meghatározzák az optimális robot tervezését, szoftverét és műszereit, amelyet a 2004-ben és 2005-ben végzett szélesebb körű kísérletekben használnának. A 2004-es terepi szezonban használt Zo? Ez a munka eredménye. . A projekt utolsó évében a tervek szerint a teljes műszercsoporttal felszerelt Zo?-Nek önállóságra kell működnie, mivel két hónap alatt 50 km-re halad.
A tudományos munkacsoport, Cabrol vezetésével, geológusokból és biológusokból áll, akik a Földet és a Marsot tanulmányozzák olyan intézményekben, mint a NASA Ames Kutatóközpontja és a Johnson Űrközpont, a SETI Intézet, a Jet Propulsion Laboratory, a Tennessee Egyetem, Carnegie Mellon, Catolica Universidad. del Norte (Chile), az Arizonai Egyetem, UCLA, a Brit Antarktisz Felmérés és a Bolygótudomány Nemzetközi Kutatóiskolája (Pescara, Olaszország).
A Life in Atacama projektet hároméves, 3 millió dolláros támogatással finanszírozzák a NASA a Carnegie Mellon Robotikai Intézetéhez. A kutató William “Red” Whittaker. Wagoner az élet-felderítő eszközök társprojektének fő kutatója, amely külön-külön 900 000 dolláros támogatást kapott a NASA-tól.
Eredeti forrás: CMU sajtóközlemény
