In einem Flussdelta auf dem Mars macht der Nasa-Rover „Perseverance“ einen entscheidenden Fund. Doch nun müssen die Forschenden erst einmal geduldig sein.
Pasadena – Als die US-Raumfahrtorganisation Nasa eine Region namens Jezero-Krater als Landeplatz für den Rover „Perseverance“ auf dem Mars auswählte, hatten die Verantwortlichen bereits einen Plan: Sie wollten mithilfe des Roboters eine Gegend erkunden, die auf Aufnahmen, die vorab von Raumsonden gemacht wurden, wie ein Flussdelta aussah. Bereits seit Juli 2022 erforscht „Perseverance“ nun das Delta – und liefert nun besonders wichtige Proben.
„Wir haben den Jezero-Krater für die Erforschung durch ‚Perseverance‘ ausgewählt, weil wir dachten, dort gebe es die beste Chance auf wissenschaftlich exzellente Proben“, erklärt Nasa-Wissenschaftsdirektor Thomas Zurbuchen in einer Nasa-Mitteilung und ergänzt: „Jetzt wissen wir, dass wir den Rover an den richtigen Ort geschickt haben.“ Der Mars-Rover habe eine „unglaubliche Diversität von Proben“ gesammelt, die in Zukunft von einer weiteren Mars-Mission zur Erde zurückgebracht werden sollen. „Ich denke, man kann mit Sicherheit sagen, dass dies zwei der wichtigsten Proben sind, die wir auf dieser Mission sammeln werden“, betont auch David Shuster, der sich mit der Rückholung der Proben vom Mars beschäftigt.
Nasa-Rover „Perseverance“ findet organisches Material auf dem Mars
Das Delta, in dem der Mars-Rover „Perseverance“ sich befindet, entstand vor etwa 3,5 Milliarden Jahren. Es markiert die Stelle, an der in der Vergangenheit wohl ein marsianischer Fluss in einen See überging. Der Rover „Perseverance“ untersucht derzeit das Sedimentgestein im Delta, das entstand, als Partikel verschiedener Größe sich in der einst nassen Umgebung absetzten. „Die Steine, die wir untersucht haben, haben die höchste Konzentration von organischer Materie, die wir während der Mission bisher gefunden haben“, erklärt „Perseverance“-Projektwissenschaftler Ken Farley bei einer Nasa-Pressekonferenz. „Organische Moleküle sind die Bausteine des Lebens, daher ist es sehr interessant, dass wir Gestein haben, das in einer bewohnbaren Umgebung in einem See abgelagert wurde und organisches Material enthält.“
Die Steine, die wir untersucht haben, haben die höchste Konzentration von organischer Materie, die wir während der Mission bisher gefunden haben.
– Ken Farley, „Perseverance“-Projektwissenschaftler –
Bereits am 20. Juli hat das „Perseverance“ Instrument SHERLOC Nasa-Angaben zufolge eine Probe genommen, in der die Forschenden eine Klasse organischer Moleküle gefunden haben, die mit Sulfatmineralien verwandt sind. Sulfatmineralien, die in Sedimentgestein gefunden werden, können wichtige Informationen über die Wasser-Umgebung liefern, in der sie entstanden sind. „Diese Beziehung deutet darauf hin, dass während der Verdunstung des Sees sowohl Sulfate als auch organische Stoffe in diesem Gebiet abgelagert, konserviert und konzentriert wurden“, erläutert die SHERLOC-Wissenschaftlerin Sunanda Sharma. „Ich persönlich finde diese Ergebnisse so bewegend, weil ich das Gefühl habe, dass wir zu einem sehr entscheidenden Zeitpunkt und mit den richtigen Werkzeugen am richtigen Ort sind.“
Mars: Organische Moleküle in einer einst bewohnbaren Region gefunden
Unter dem Begriff „organische Moleküle“ versteht die Nasa eine Vielzahl von Verbindungen, die hauptsächlich aus Kohlenstoff bestehen und in der Regel Wasserstoff- und Sauerstoff-Atome enthalten. Auch andere Elemente wie Stickstoff, Schwefel und Phosphor können darin enthalten sein. Es gibt jedoch auch chemische Prozesse, bei denen solche Moleküle ohne die Mitwirkung biologischen Lebens entstehen – ein solcher Fund muss daher nicht zwangsweise ein Zeichen für früheres Leben auf dem Mars sein. Tatsächlich haben „Perseverance“ und auch sein Vorgänger, der Rover „Curiosity“ bereits zuvor organisches Material auf dem Mars gefunden. Doch die Tatsache, dass es dieses Mal in einer Region gefunden wurde, in der früher nachweislich flüssiges Wasser existierte und die demnach bewohnbar gewesen sein könnte, ist für die Forschenden ein entscheidender Hinweis.
„Der Nachweis dieser Klasse von organischen Stoffen allein bedeutet zwar nicht, dass es dort definitiv Leben gab, aber diese Beobachtungen ähneln einigen Dingen, die wir hier auf der Erde gesehen haben“, erklärt Sharma. „Um es einfach auszudrücken: Wenn dies eine Schatzsuche nach potenziellen Anzeichen für Leben auf einem anderen Planeten ist, dann ist organische Materie ein Anhaltspunkt. Und wir bekommen immer stärkere Hinweise, während wir uns durch das Delta bewegen.“
Nasa und Esa wollen Bodenproben vom Mars zur Erde holen
Nach solch wichtigen Funden möchten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am liebsten sofort an die Arbeit gehen und das Material genau untersuchen. Doch für eine detaillierte Erforschung des gefundenen organischen Materials müssen sich die Forschenden noch eine ganze Weile gedulden. „So fähig unsere Instrumente an Bord von ‚Perseverance‘ auch sind, weitere Schlussfolgerungen über den Inhalt der Probe müssen abgewartet werden, bis sie zur Erde zurückgebracht wird“, sagt Farley. Die sogenannte „Mars Sample Return“-Mission, bei der die Nasa mit der europäischen Raumfahrtorganisation Esa kooperiert, soll von „Perseverance“ eingesammelte Mars-Proben mithilfe zweier kleiner Helikopter-Drohnen einsammeln und zur Erde zurückbringen – allerdings erst in den 2030er Jahren, ein genaues Datum steht noch nicht fest.
Perseverance Rover sammelt organisch reiche Marsproben für die zukünftige Rückkehr zur Erde
Das alte Mars-Flussdelta, das Perseverance erforscht, wird dem Hype gerecht.
Die Suche des Rovers Perseverance nach Anzeichen von Leben auf dem alten Mars hat erheblich zugenommen.
In den letzten Monaten hat Perseverance die Überreste eines alten Flussdeltas im Jezero-Krater des Mars erkundet, der vor Milliarden von Jahren einen großen See beherbergte. Das Vorhandensein dieses Deltas ist einer der Hauptgründe, warum die NASA den Rover in der Größe eines Autos nach Jezero geschickt hat, und der Standort hat seine Rechnung bisher erfüllt, sagten Mitglieder des Missionsteams.
Perseverance hat seit Anfang Juli vier Proben aus der Delta-Formation entnommen. Alle vier wurden in Felsen gebohrt, die zeigen, dass dieser Teil des Mars in der alten Vergangenheit wahrscheinlich erdähnliche Organismen unterstützt haben könnte – und möglicherweise sogar Anzeichen eines solchen mikrobiellen Lebens bewahrt.
„Die Felsen, die wir im Delta untersucht haben, haben die höchste Konzentration an organischem Material , die wir bisher auf der Mission gefunden haben“, sagte Ken Farley, Wissenschaftler des Perseverance-Projekts vom California Institute of Technology in Pasadena, während einer Pressekonferenz am Donnerstag ( 15. Sept.).
„Und natürlich sind organische Moleküle die Bausteine des Lebens“, fügte Farley hinzu. „Das ist also alles sehr interessant, da wir Steine haben, die in einer bewohnbaren Umgebung in einem See abgelagert wurden, der organische Stoffe enthält.“
Ein Delta-Merkmal, das Perseverance kürzlich beprobt und untersucht hat, ein 3 Fuß breiter (0,9 Meter) Felsen, den das Team Wildcat Ridge nennt, ist besonders faszinierend. Wildcat ist ein feinkörniger Schlammstein, der sich wahrscheinlich am Grund des alten Sees von Jezero gebildet hat, sagten Teammitglieder. Das SHERLOC-Instrument (Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals) von Perseverance fand heraus, dass das Gestein mit organischen Stoffen gefüllt ist, die räumlich mit schwefelhaltigen Mineralien, sogenannten Sulfaten, verbunden sind.
„Diese Korrelation legt nahe, dass beim Verdampfen des Sees sowohl Sulfate als auch organische Stoffe in diesem Gebiet abgelagert, konserviert und konzentriert wurden“, sagte SHERLOC-Wissenschaftlerin Sunanda Sharma vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien während der Pressekonferenz am Donnerstag.
„Auf der Erde ist bekannt, dass Sulfatablagerungen organische Stoffe konservieren und Lebenszeichen enthalten können, die als Biosignaturen bezeichnet werden“, fügte Sharma hinzu. „Das macht diese Proben und diese Reihe von Beobachtungen zu den faszinierendsten, die wir bisher in der Mission gemacht haben, und erfüllt einen Teil der Aufregung, die das Team hatte, als wir uns der Deltafront näherten.“
Farley und Sharma betonten jedoch, dass diese marsianischen Verbindungen nicht als Biosignaturen betrachtet werden können. Organische Stoffe können durch rein geologische Prozesse erzeugt und eingelagert werden, und die bisher von Perseverance gesammelten Daten sagen uns nicht genug über das Ursprungsszenario, um eine Aussage zu treffen.
In der Tat wird es für das Missionsteam sehr schwierig sein, eine solche Bestimmung allein anhand der Beobachtungen des Rovers zu treffen, sagte Farley. Schließlich ist die Aufgabe komplex und die Beweislast, die ein behaupteter Nachweis von außerirdischem Leben erfüllen muss, sehr hoch.
Diese Realität ist in das Missionsdesign von Perseverance integriert. Wenn alles nach Plan läuft, werden die Proben, die Perseverance sammelt, bereits 2033 durch eine gemeinsame Kampagne der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) zur Erde zurückgebracht. Sobald die Proben hier sind, können Wissenschaftler auf der ganzen Welt sie mit einer Vielzahl von Instrumenten untersuchen, von denen viele viel größer und komplizierter sind als alles, was man auf einen Mars-Rover quetschen kann.
Perseverance trägt 43 Probenröhrchen, von denen 15 bereits verschlossen sind. Zwölf enthalten ausgebohrte Gesteinskerne, eine ist eine atmosphärische Probe (das Ergebnis von Perseverances erstem Gesteinsprobenahmeversuch, der nicht nach Plan verlief ) und zwei sind „Zeugenröhren“. Das Missionsteam wird die Zeugenröhrchen verwenden, um festzustellen, welche Materialien in den Marsproben, falls vorhanden, Verunreinigungen von der Erde sein könnten.
Der Probenrückführungsplan sieht einen von der ESA bereitgestellten Earth Return Orbiter (ERO) und einen von der NASA gebauten Lander vor, die Ende 2027 bzw. Anfang 2028 zum Mars starten sollen. Perseverance wird zum Lander hinüberfahren und seine Proben ablegen, die dann an Bord einer vom Lander getragenen Rakete von der Marsoberfläche abheben. Die ERO wird die Proben in der Marsumlaufbahn einfangen und zurück zur Erde transportieren.
Beharrlichkeit, die im Februar 2021 mit dem winzigen Technologiedemonstrationshubschrauber Ingenuity gelandet ist, sollte Ende der 2020er Jahre noch gesund genug sein, um diese Probenlieferungsarbeit zu leisten, sagten NASA-Beamte. Immerhin ist der Curiosity-Rover der NASA , der den gleichen grundlegenden Körperplan und das gleiche Kernenergiesystem wie Perseverance hat, mehr als 10 Jahre nach der Landung im Gale-Krater des Roten Planeten immer noch stark.
Aber auch die NASA und die ESA haben einen Backup-Plan. Beharrlichkeit sammelt zwei Proben von jedem Gestein, das es entkernt, eine, um sie an Bord zu behalten, und eine andere, um sie in einem oder mehreren „Depots“ auf Jezeros Boden zu lagern. Wenn Perseverance also nicht in der Lage ist, die Proben selbst zu übergeben, wird der Rücklander in der Nähe der Probenlager landen und die Röhrchen einzeln mit zwei Hubschraubern einsammeln.
Diese Hubschrauber werden an Bord des Landers starten und Ingenuity sehr ähnlich sein, das nach 31 Flügen auf dem Mars immer noch stark ist . Die Helikopter zum Sammeln von Proben müssen jedoch etwas sperriger sein als Ingenuity, da sie mit Rädern ausgestattet sind, die ihnen helfen, zu den Probenröhrchen zu rollen.
Das Perseverance-Team hat bereits einen möglichen Ort für das erste Proben-Cache-Depot ausgewählt – einen schönen, flachen Teil von Jezeros Boden, der ein sicherer Landeplatz für einen Lander wäre. Am 19. Oktober werden die Teammitglieder ein „Go/No Go“-Meeting abhalten, bei dem festgestellt wird, ob sie bereit sind, dort Probenröhrchen abzusetzen, sagte NASA-Planetenwissenschaftschefin Lori Glaze während des heutigen Briefings.
Wenn die Entscheidung „go“ lautet, wird Perseverance 10 bis 11 Probenröhrchen vor Ort zwischenspeichern, ein Vorgang, der voraussichtlich etwa zwei Monate dauern wird.
Quelle: https://www.space.com/perseverance-rover-mars-samples-rich-organics
Perseverance Rover der NASA untersucht geologisch reiches Marsgelände
Der Perseverance-Rover der NASA befindet sich in seiner zweiten wissenschaftlichen Kampagne und sammelt Gesteinskernproben von Merkmalen in einem Gebiet, das von Wissenschaftlern seit langem als beste Aussichten für die Suche nach Anzeichen für uraltes mikrobielles Leben auf dem Mars angesehen wird. Der Rover hat seit dem 7. Juli vier Proben aus einem alten Flussdelta im Jezero-Krater des Roten Planeten gesammelt, was die Gesamtzahl der wissenschaftlich überzeugenden Gesteinsproben auf 12 erhöht.
„Wir haben den Jezero-Krater für Perseverance zur Erkundung ausgewählt, weil wir dachten, dass er die besten Chancen hat, wissenschaftlich hervorragende Proben zu liefern – und jetzt wissen wir, dass wir den Rover an den richtigen Ort geschickt haben“, sagte Thomas Zurbuchen, stellvertretender NASA-Administrator für Wissenschaft in Washington. „Diese ersten beiden wissenschaftlichen Kampagnen haben eine erstaunliche Vielfalt an Proben hervorgebracht, die von der Mars Sample Return-Kampagne zur Erde zurückgebracht werden können .“
Der Jezero-Krater ist 45 Kilometer breit und beherbergt ein Delta – ein uraltes fächerförmiges Gebilde, das sich vor etwa 3,5 Milliarden Jahren am Zusammenfluss eines Marsflusses und eines Sees gebildet hat. Perseverance untersucht derzeit die Sedimentgesteine des Deltas, die entstanden, als sich Partikel unterschiedlicher Größe in der einst wässrigen Umgebung ablagerten. Während seiner ersten wissenschaftlichen Kampagne erkundete der Rover den Kraterboden und fand magmatisches Gestein , das sich tief unter der Erde aus Magma oder während vulkanischer Aktivität an der Oberfläche bildet.
„Das Delta mit seinen vielfältigen Sedimentgesteinen steht in schönem Kontrast zu den magmatischen Gesteinen – gebildet aus der Kristallisation von Magma – die auf dem Kraterboden entdeckt wurden“, sagte Ken Farley, Projektwissenschaftler von Perseverance vom Caltech in Pasadena, Kalifornien. „Diese Gegenüberstellung bietet uns ein umfassendes Verständnis der geologischen Geschichte nach der Entstehung des Kraters und eine vielfältige Probenfolge. Wir haben zum Beispiel einen Sandstein gefunden, der Körner und Gesteinsfragmente trägt, die weit entfernt vom Jezero-Krater entstanden sind – und einen Schlammstein, der faszinierende organische Verbindungen enthält.“
„Wildcat Ridge“ ist der Name eines etwa 1 Meter breiten Felsens, der sich wahrscheinlich vor Milliarden von Jahren gebildet hat, als sich Schlamm und feiner Sand in einem verdunstenden Salzwassersee absetzten. Am 20. Juli schleifte der Rover einen Teil der Oberfläche von Wildcat Ridge ab, um das Gebiet mit dem Instrument Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals oder SHERLOC zu analysieren .
Die Analyse von SHERLOC zeigt, dass die Proben eine Klasse organischer Moleküle aufweisen, die räumlich mit denen von Sulfatmineralien korreliert sind. Sulfatmineralien, die in Sedimentgesteinsschichten gefunden werden, können wichtige Informationen über die wässrigen Umgebungen liefern, in denen sie sich gebildet haben.
Was ist organische Materie?
Organische Moleküle bestehen aus einer Vielzahl von Verbindungen, die hauptsächlich aus Kohlenstoff bestehen und normalerweise Wasserstoff- und Sauerstoffatome enthalten. Sie können auch andere Elemente wie Stickstoff, Phosphor und Schwefel enthalten. Während es chemische Prozesse gibt, die diese Moleküle produzieren, die kein Leben erfordern, sind einige dieser Verbindungen die chemischen Bausteine des Lebens. Das Vorhandensein dieser spezifischen Moleküle wird als potenzielle Biosignatur angesehen – eine Substanz oder Struktur, die ein Beweis für vergangenes Leben sein könnte, aber auch ohne das Vorhandensein von Leben produziert worden sein könnte.
Im Jahr 2013 fand der Marsrover Curiosity der NASA Hinweise auf organisches Material in Gesteinspulverproben, und Perseverance hat zuvor organisches Material im Krater Jezero entdeckt . Aber im Gegensatz zu dieser früheren Entdeckung wurde diese jüngste Entdeckung in einem Gebiet gemacht, in dem in der fernen Vergangenheit Sedimente und Salze unter Bedingungen in einem See abgelagert wurden, in denen möglicherweise Leben existierte. Bei seiner Analyse von Wildcat Ridge registrierte das SHERLOC-Instrument die bisher häufigsten organischen Nachweise auf der Mission.
„In der fernen Vergangenheit wurden der Sand, der Schlamm und die Salze, aus denen heute die Wildcat-Ridge-Probe besteht, unter Bedingungen abgelagert, unter denen möglicherweise Leben hätte gedeihen können“, sagte Farley. „Die Tatsache, dass die organische Substanz in einem solchen Sedimentgestein gefunden wurde – das dafür bekannt ist, Fossilien des alten Lebens hier auf der Erde zu bewahren – ist wichtig. Doch so leistungsfähig unsere Instrumente an Bord von Perseverance auch sind, weitere Schlussfolgerungen bezüglich des Inhalts der Wildcat-Ridge-Probe müssen warten, bis sie im Rahmen der Mars-Sample-Return-Kampagne der Agentur zur eingehenden Untersuchung zur Erde zurückgebracht wird.“
Der erste Schritt der NASA-ESA (European Space Agency) Mars Sample Return-Kampagne begann, als Perseverance im September 2021 seine erste Gesteinsprobe entkernte . Zusammen mit seinen Gesteinskernproben hat der Rover insgesamt eine atmosphärische Probe und zwei Zeugenröhren gesammelt davon sind im Bauch des Rovers gespeichert.
Die geologische Vielfalt der bereits im Rover transportierten Proben ist so gut, dass das Rover-Team in etwa zwei Monaten die Ablagerung ausgewählter Röhren in der Nähe der Basis des Deltas in Betracht zieht.
Nach dem Ablegen des Caches wird der Rover seine Delta-Erkundungen fortsetzen.
„Ich habe einen Großteil meiner Karriere die Bewohnbarkeit und Geologie des Mars studiert und weiß aus erster Hand, welchen unglaublichen wissenschaftlichen Wert es hat, einen sorgfältig gesammelten Satz Marsgestein zur Erde zurückzubringen“, sagte Laurie Leshin, Direktorin des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien. „Dass wir Wochen von der Bereitstellung der faszinierenden Proben von Perseverance und nur wenige Jahre davon entfernt sind, sie zur Erde zu bringen, damit Wissenschaftler sie bis ins kleinste Detail untersuchen können, ist wirklich phänomenal. Wir werden so viel lernen.“
Christian Dauck 