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ORIGIN
Neues Instrument zur Suche nach Leben
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Bern
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20. August 2020

In Basel wurde jetzt ein neues Instrument vorgestellt, das es ermöglichen soll, auf zukünftigen Weltraummissionen Kleinstmengen von Spuren von Leben nachzuweisen. Zum Einsatz kommen könnte das Instrument ORIGIN zum Beispiel auf den Eismonden Europa oder Enceladus. Die NASA hat jedenfalls schon einmal ihr Interesse angemeldet.

ORIGIN

Das Massenspektrometer ORIGIN. Foto: Andreas Riedo / Universität Bern [Großansicht]

Die Frage, ob außerhalb der Erde Leben existiert, ist eine der fundamentalsten Fragen der Menschheit. Zukünftige Missionen der NASA zielen beispielsweise darauf ab, die prominenten Eismonde von Jupiter und Saturn vor Ort zu untersuchen, welche eventuell Leben in den flüssigen Ozeanen unterhalb einer dicken Eisschicht beherbergen. Der Nachweis von Spuren von Leben außerhalb der Erde ist jedoch extrem anspruchsvoll. Hochempfindliche Instrumente sind nötig, welche vor Ort möglichst autonom und mit hoher Präzision Messungen vornehmen – Millionen von Kilometern entfernt von der Erde also, ohne die direkte Unterstützung des Menschen.

Nun hat eine internationale Gruppe von Forschenden unter der Leitung von Andreas Riedo vom Physikalischen Institut und Niels Ligterink vom Center for Space and Habitability (CSH) der Universität Bern ORIGIN entwickelt - ein Massenspektrometer, das Kleinstmengen von solchen Spuren von Leben detektieren und identifizieren kann. Verschiedene internationale Weltraumorganisationen, allen voran die NASA, haben bereits Interesse bekundet, ORIGIN für zukünftige Missionen zu testen.

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Seit der ersten Marsmission Viking in der 1970er Jahren versucht die Menschheit mit hochspezialisierten Instrumenten, die auf Landeplattformen und Rovern installiert sind, Spuren von Leben auf dem Mars zu finden. Der Mars war in jungen Jahren vermutlich sehr viel erdähnlicher als heute, besaß eine dichte Atmosphäre und auch flüssiges Wasser. Im Laufe Zeit aber hat der Planet seine schützende Atmosphäre verloren. "In Folge dessen ist die Marsoberfläche hoher Sonnen- und kosmischer Strahlung ausgesetzt, welche Leben an der Oberfläche verunmöglicht", so Ligterink. Momentan wird der Mars vom NASA-Rover Curiosity im Detail untersucht, allerdings bis jetzt ohne konkrete Hinweise auf Spuren von Leben.

Seit der Entdeckung der globalen Ozeane unterhalb kilometerdicker Eisschichten auf dem Jupitermond Europa und dem Saturnmond Enceladus durch die Missionen Cassini und Galileo, sind diese zwei Objekte bei Forschenden näher ins Zentrum der Suche nach extraterrestrischem Leben gerückt. Nach heutigen Kenntnissen besitzen die Ozeane sämtliche Eigenschaften, die nicht nur für das Entstehen von Leben nötig sind, sondern stellen auch Umgebungen dar, in denen Leben längerfristig existieren kann.

So plant die NASA um 2030 mit einer Mission auf dem Jupitermond Europa zu landen und vor Ort Messungen vorzunehmen. Das Ziel: Identifizierung von Leben. "Konzepte, die speziell für den Mars entwickelt wurden, können jedoch nicht ohne Weiteres auf anderen Objekten in unserem Sonnensystem angewendet werden, da diese sehr verschieden sind", erklärt Prof. Dr. Peter Wurz vom Physikalischen Institut der Universität Bern. "Neuartige Instrumente mit höherer Sensitivität und simpler und robuster Analytik müssen konzipiert und eingesetzt werden".

ORIGIN ist ein solches neues Instrument, welches bisherige Instrumente dieser Art in seiner Messempfindlichkeit um ein Vielfaches übertrifft. Das Interesse daran ist groß: "So hat uns beispielsweise die NASA eingeladen, unser Instrument in der Arktis zu testen", erzählt Riedo. "Die Arktis ist eine optimale Testumgebung in Hinblick einer möglichen Europa-Lander-Mission, die 2025 startet, die uns ermöglicht, die Vorzüge von ORIGIN aufzuzeigen."

Aminosäuren sind wichtige Bestandteile unseres Lebens, so wie wir es auf unserer Erde kennen. Ein gleichzeitiger Nachweis bestimmter Aminosäuren auf extraterrestrischen Oberflächen, wie derjenigen von Europa, ließen auf mögliches Leben schließen. Das von den Berner Forschenden entwickelte Messprinzip ist simpel: "Laser-Impulse werden auf die zu untersuchende Oberfläche gerichtet. Dabei lösen sich Kleinstmengen an Material, das in einem zweiten Schritt von ORIGIN auf dessen chemische Zusammensetzung untersucht wird", erklärt Ligterink. "Das Überzeugende an unserer Technik ist, dass keine komplizierten Probenaufbereitungen vorgenommen werden müssen, welche das Resultat eventuell beeinflussen können. Dies war bis anhin eines der größten Probleme auf dem Mars", ergänzt Riedo.

Die bis jetzt mit ORIGIN analysierten Aminosäuren besitzen einen spezifischen chemischen Fingerabdruck, welcher deren Identifikation direkt ermöglicht. "Wir haben ehrlich gesagt nicht erwartet, bei unseren ersten Messungen bereits Aminosäuren bestimmen zu können", gibt Ligterink zu.

Die Entdeckung von Spuren von vergangenem oder gegenwärtigem Leben auf Objekten unseres Sonnensystems jenseits der Erde wäre von großer Bedeutung für ein besseres Verständnis des Vorhandenseins von Leben im Universum und seiner Entstehung. "Unsere neue Messtechnik ist eine echte Verbesserung zu den gegenwärtig angewandten Instrumenten auf Weltraummissionen. Sollten wir auf einer zukünftigen Mission mit dabei sein, könnten wir mit ORIGIN eventuell einer der fundamentalsten Fragen der Menschheit lösen: Gibt es Leben im All?", hofft Riedo.

Das neue Instrument beschreiben die Forschenden in einem Beitrag im Fachjournal Nature Scientific Reports.

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siehe auch
Astrobiologie: Suche nach Leben auf Eismonden - 23. Juni 2020
Saturnmond Enceladus: Mikroorganismen könnten überleben - 5. März 2018
Atacama-Wüste: Leben überlebt auch ohne Wasser - 28. Februar 2018
Enceladus & Europa: Zwei lebensfreundliche Eismonde? - 14. April 2017
Astrobiologie: Irdische Überlebenskünstler helfen Marsforschern - 26. November 2015
Jupitermond Europa: Ozean könnte irdischen Meeren gleichen - 6. März 2013
Jupitermond Europa: Alle Zutaten für Leben vorhanden? - 22. Mai 2002
Links im WWW
Fachartikel in Nature Scientific Reports
Universität Bern
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