Kreditna slika: CMU
Trenutne odprave na Mars dvigujejo motečo možnost, da je nekje na rdečem planetu mogoče življenje. Toda kako se bodo prihodnje misije našle? Odgovor bi lahko zagotovil sistem, ki so ga razvili znanstveniki Carnegie Mellon.
Na 36. konferenci o lunarni in planetarni znanosti v Houstonu ta teden (14. in 18. marca) znanstvenik Carnegie Mellon Alan Wagoner predstavlja rezultate nedavnega delovanja sistema za odkrivanje življenja v čilski puščavi Atacama, kjer je našel vse večje lišaje in bakterijske kolonije. To je prvič uporabljeno avtomatizirano tehnologijo, ki temelji na roverju, za identifikacijo življenja v tem ostrem območju, ki služi kot testna postelja za tehnologijo, ki bi jo bilo mogoče uporabiti v prihodnjih misijah na Marsu.
"Naš sistem za zaznavanje življenja je deloval zelo dobro in kaj takega bi na koncu morda omogočilo robotom, da iščejo življenje na Marsu," pravi Wagoner, član projektne skupine "Življenje v Atacami" in direktor Centra za molekularni biosenzor in slikanje na Znanstvena akademija Melne Carnegie Mellon.
Terenska sezona "Življenje v Atacami" 2004 - od avgusta do sredine oktobra - je bila druga faza triletnega programa, katerega cilj je razumeti, kako življenje lahko zazna rover, ki ga nadzira oddaljena znanstvena ekipa . Projekt je del NASA-inoga programa za astrobiologijo na področju znanosti in tehnologije za raziskovanje planetov ali ASTEP, ki se osredotoča na potiskanje omejitev tehnologije v težkih okoljih.
David Wettergreen, izredni profesor na Inštitutu za robotiko Carnegie Mellon, vodi razvoj roverja in terenske raziskave. Nathalie Cabrol, planetarna znanstvenica iz Nasina raziskovalnega centra Ames in inštituta SETI, vodi znanstveno preiskavo.
Življenje je na večini področij Atacame komaj zaznati, vendar so roverjevi instrumenti lahko zaznali lišaje in bakterijske kolonije na dveh območjih: obalno območje z vlažnejšim podnebjem in v notranjosti, zelo sušno območje, ki je manj gostoljubno za življenje.
»Videli smo zelo jasne signale klorofila, DNK in beljakovin. In bili smo sposobni vizualno prepoznati biološke materiale iz standardne slike, ki jo je zajel rover, "pravi Wagoner.
"Skupaj so ti štirje dokazi močni kazalci življenja. Zdaj se naše ugotovitve potrjujejo v laboratoriju. Vzorce, zbrane v Atacami, so pregledali in znanstveniki so ugotovili, da vsebujejo življenje. Lišaji in bakterije v vzorcih rastejo in čakajo na analizo. "
Wagoner in njegovi sodelavci so zasnovali sistem za zaznavanje življenja, opremljen za zaznavanje fluorescenčnih signalov iz redkih življenjskih oblik, vključno s tistimi, ki so velike le milimetre. Njihov fluorescenčni posnetek, ki je nameščen pod roverjem, zaznava signale iz življenja na osnovi klorofila, kot so cianobakterije v lišajih, in fluorescenčni signali iz nabora barvil, ki so osvetljeni le, če se vežejo na nukleinsko kislino, beljakovine, lipid ali ogljikove hidrate ? vse molekule življenja.
"Ne poznamo drugih oddaljenih metod, ki bi lahko zaznale nizko raven mikroorganizmov in vizualizirale visoke ravni, vključene v biofilme ali kolonije," pravi Gregory Fisher, znanstvenik s področja slikanja.
"Naš fluorescenčni slikovni aparat je prvi sistem za slikanje, ki deluje podnevi, ko je v senci roverja. Rover uporablja sončno energijo za svoje delovanje, zato mora potovati podnevi. Velikokrat lahko slike, ki jih zajamemo, razkrijejo le šibek signal. Vsaka sončna svetloba, ki se prepušča kameri običajnega fluorescenčnega posnetka, bi zasenčila signal, «pravi Wagoner.
"Da bi se izognili tej težavi, smo zasnovali naš sistem, da vzbuja barvila z bliskovito bliskovito svetlobo. Kamera se odpre samo med temi utripi, tako da lahko med dnevnim raziskovanjem zajamemo močan fluorescenčni signal, "pravi Shmuel Weinstein, vodja projekta.
Med misijo je oddaljena znanstvena ekipa, ki se nahaja v Pittsburghu, poučevala delovanje veslača. Zemeljska ekipa je na kraju zbirala vzorce, ki jih je preučeval rover, da bi jih vrnili na nadaljnje preglede v laboratorij. Na navaden dan na terenu je rover sledil poti, ki jo je prejšnji dan določila znanstvena ekipa na daljavo. Rover se je občasno ustavil, da bi opravil podroben pregled površin in učinkovito ustvaril "makroskopsko odejo" geoloških in bioloških podatkov v izbranih 10 do 10 centimetrskih ploščah. Ko je rover zapustil regijo, je zemeljska ekipa zbrala vzorce, ki jih je pregledal rover.
"Na podlagi ugotovitev roverja na terenu in naših testov v laboratoriju ni nobenega primera, da bi rover dal lažno pozitiven rezultat. Vsak vzorec, ki smo ga testirali, je imel v sebi bakterije, "pravi Edwin Minkley, direktor Centra za biotehnologijo in okoljske procese na Oddelku za biološke znanosti.
Minkley izvaja analize, da ugotovi genetske značilnosti predelanih bakterij, da ugotovi različne vrste mikrobov, ki so prisotne v vzorcih. Prav tako testira občutljivost bakterij na ultravijolično (UV) sevanje. Ena od hipotez je, da imajo bakterije lahko večjo odpornost na UV žarke, saj so v puščavskem okolju izpostavljene ekstremnim UV sevanjem. Po opisu Minkleyja lahko ta karakterizacija tudi razloži, zakaj je tako visok delež bakterij z najbolj sušnega mesta pigmentiran, rdeč, rumen ali roza, ko rastejo v laboratoriju.
Prva faza projekta se je začela leta 2003, ko so na Atacamo kot raziskovalno posteljo odpeljali robota na sončni pogon Hyperion, razvitega tudi pri Carnegie Mellon. Znanstveniki so s Hyperionom izvedli poskuse, da bi določili optimalno zasnovo, programsko opremo in instrumente za robota, ki bi ga uporabili v obsežnejših poskusih, izvedenih leta 2004 in leta 2005. Zo ?, rover, ki je bil uporabljen v poljski sezoni 2004, je rezultat tega dela. . V zadnjem letu projekta načrti zahtevajo, da Zo?, Opremljen s celo vrsto instrumentov, deluje samostojno, saj v dvomesečnem obdobju prepotuje 50 kilometrov.
Znanstveno skupino, ki jo vodi Cabrol, sestavljajo geologi in biologi, ki preučujejo tako Zemljo kot Mars na institucijah, vključno z Nasinim raziskovalnim centrom za Ames in vesoljskim centrom Johnson, inštitutom SETI, laboratorijem za reaktivni pogon, univerzo v Tennesseeju, Carnegie Mellon, Universidad Catolica del Norte (Čile), univerza v Arizoni, UCLA, britanska antarktična anketa in mednarodna raziskovalna šola za planetarne vede (Pescara, Italija).
Projekt Življenje v Atacami je financiran s triletnim, tri milijoni dolarjev donacije NASA Inštitutom za robotiko Carnegie Mellon. William "Red" Whittaker je glavni preiskovalec. Wagoner je glavni preiskovalec spremljevalnega projekta na področju instrumentov za odkrivanje življenja, ki je zbral NASA ločeno donacijo v višini 900.000 USD.
Izvirni vir: CMU News Release
