Attēla kredīts: CMU
Pašreizējās Marsa ekspedīcijas rada vilinošu iespēju, ka kaut kur uz sarkanās planētas varētu būt dzīvība. Bet kā to atradīs nākamās misijas? Atbildi varētu sniegt sistēma, ko izstrādājuši Karnegija Melona zinātnieki.
Šonedēļ (14. – 18. Martā) 36. Mēness un planētu zinātnes konferencē Hjūstonā Kārnegi Melona zinātnieks Alans Vagoners iepazīstina ar dzīvības noteikšanas sistēmas nesenās darbības rezultātiem Čīles Atacama tuksnesī, kur tika atrasti augoši ķērpji un baktēriju kolonijas. Tas iezīmē pirmo reizi, kad dzīvības identificēšanai šajā skarbajā reģionā tiek izmantota uz roveriem balstīta automatizēta tehnoloģija, kas kalpo kā izmēģinājumu bāze tehnoloģijai, kuru varētu izmantot turpmākajās Marsa misijās.
“Mūsu dzīvības noteikšanas sistēma darbojās ļoti labi, un kaut kas līdzīgs tam var dot iespēju robotiem meklēt dzīvību uz Marsa,” saka Wagoner, projekta “Life in Atacama” loceklis un Molekulārā biosensora un attēlveidošanas centra direktors Kārnegija Melona Mellonas zinātnes koledža.
2004. gada lauka sezona “Dzīve Atakamā” no augusta līdz oktobra vidum bija trīs gadu programmas otrais posms, kuras mērķis ir saprast, kā dzīvību var noteikt rovers, kuru kontrolē attāla zinātnes komanda . Projekts ir daļa no NASA Astrobioloģijas zinātnes un tehnoloģijas programmas planētu izpētei jeb ASTEP, kas koncentrējas uz tehnoloģiju robežu virzīšanu skarbā vidē.
Kvernegija Melona Robotikas institūta asociētais pētniecības profesors Deivids Vettergrēns vada rovera izstrādi un lauka izpēti. Nathalie Cabrol, planētu zinātniece NASA Eimsa pētniecības centrā un SETI institūtā, vada zinātnisko izmeklēšanu.
Dzīve gandrīz nav nosakāma lielākajā daļā Atakamas apgabalu, taču rovera instrumenti spēja atklāt ķērpjus un baktēriju kolonijas divos apgabalos: piekrastes reģionā ar mitrāku klimatu un iekštelpām, ļoti sausā reģionā, kas ir mazāk viesmīlīgs.
“Mēs redzējām ļoti skaidrus signālus no hlorofila, DNS un olbaltumvielām. Un mēs spējām vizuāli identificēt bioloģiskos materiālus no standarta attēla, ko tvērējs uzņēmis, ”saka Vagoners.
“Kopumā šie četri pierādījumi ir spēcīgi dzīves rādītāji. Tagad laboratorijā tiek apstiprināti mūsu atklājumi. Tika pārbaudīti Atakamā savāktie paraugi, un zinātnieki atklāja, ka tajos ir dzīvība. Ķērpji un baktērijas paraugos aug un gaida analīzi. ”
Wagoner un viņa kolēģi ir izstrādājuši dzīvības noteikšanas sistēmu, kas aprīkota, lai noteiktu fluorescences signālus no retām dzīvības formām, ieskaitot tādas, kuru izmērs ir tikai milimetri. Viņu fluorescences attēla uztvērējs, kas atrodas zem apvārsta, uztver signālus no dzīves uz hlorofila bāzes, piemēram, zilaļģes ķērpjos, un fluorescējošus signālus no krāsu komplekta, kas paredzēts, lai iedegtos tikai tad, kad tie saistās ar nukleīnskābi, olbaltumvielām, lipīdiem vai ogļhidrātiem. visas dzīves molekulas.
“Mēs nezinām citas attālas metodes, kas varētu gan noteikt zemu mikroorganismu līmeni, gan vizualizēt augstu līmeni, kas iekļauts kā bioplēves vai kolonijas,” saka projekta attēlveidošanas zinātnieks Gregorijs Fišers.
“Mūsu dienasgaismas fotokamera ir pirmā attēlveidošanas sistēma, kas darbojas dienasgaismā, atrodoties rovera ēnā. Rovers darbam izmanto saules enerģiju, tāpēc tam jābrauc dienasgaismas stundās. Daudzas reizes mūsu uzņemtie attēli var atklāt tikai vāju signālu. Jebkurš saules gaisma, kas ieplūst parastā fluorescences attēla uztvērēja kamerā, aizēno signālu, ”saka Vagoners.
“Lai izvairītos no šīs problēmas, mēs izstrādājām savu sistēmu, lai ierosinātu krāsas ar augstas intensitātes gaismas zibspuldzēm. Kamera atveras tikai šo zibšņu laikā, tāpēc dienas laikā mēs varam uztvert spēcīgu fluorescences signālu, ”stāsta projekta vadītājs Šmuels Veinšteins.
Misijas laikā attālināta zinātnes komanda, kas atradās Pitsburgā, instruēja rovera operācijas. Vietnes sauszemes komanda savāca paraugus, kurus pētīja rovers, lai tos atgrieztu turpmākai pārbaudei laboratorijā. Tipiskā dienā uz lauka roveris devās pa ceļu, ko iepriekšējā dienā bija noteikusi attālo operāciju zinātnes komanda. Roveris laiku pa laikam apstājās, lai veiktu detalizētu virsmas pārbaudi, efektīvi izveidojot ģeoloģisko un bioloģisko datu “makroskopisku segu” izvēlētos 10 līdz 10 centimetru paneļos. Pēc tam, kad rovers aizbrauca no reģiona, zemes komanda savāca paraugus, kurus pārbaudīja rovers.
“Balstoties uz rovera atradumiem uz lauka un mūsu testiem laboratorijā, nav neviena rovera piemēra, kas sniegtu kļūdaini pozitīvu rezultātu. Katrā mūsu pārbaudītajā paraugā bija baktērijas, ”saka Edvīns Minklijs, Bioloģisko zinātņu departamenta Biotehnoloģijas un vides procesu centra direktors.
Minklijs veic analīzes, lai noteiktu reģenerēto baktēriju ģenētiskās īpašības, lai identificētu dažādās paraugos esošās mikrobu sugas. Viņš arī pārbauda baktēriju jutīgumu pret ultravioleto (UV) starojumu. Viena hipotēze ir tāda, ka baktērijām var būt lielāka UV izturība, jo tuksneša vidē tās ir pakļautas ārkārtējam UV starojumam. Pēc Minklija domām, šis raksturojums var izskaidrot arī to, kāpēc tik liels baktēriju daudzums no neauglīgākajām vietām ir pigmentēts - sarkans, dzeltens vai rozā - augot laboratorijā.
Pirmais projekta posms sākās 2003. gadā, kad ar saules enerģiju darbināms robots ar nosaukumu Hyperion, kurš tika izstrādāts arī Kārnegī Mellonā, tika nogādāts Atacama kā pētījumu testa gulta. Zinātnieki veica eksperimentus ar Hyperion, lai noteiktu optimālu robota dizainu, programmatūru un instrumentāciju, kas tiks izmantots plašākos eksperimentos, kuri tika veikti 2004. un 2005. gadā. Zo ?, rovers, ko izmantoja 2004. gada lauka sezonā, ir šī darba rezultāts. . Projekta pēdējā gadā plānots aicinājums Zo ?, kas aprīkots ar pilnu instrumentu klāstu, darboties autonomi, jo divu mēnešu laikā tas nobrauc 50 kilometrus.
Zinātnes komandu Kabrola vadībā veido ģeologi un biologi, kuri pēta gan Zemi, gan Marsu tādās iestādēs kā NASA Eimsa pētījumu centrs un Džonsona kosmosa centrs, SETI institūts, reaktīvās piedziņas laboratorija, Tenesī universitāte, Karnegi Melona, Universidad Catolica del Norte (Čīle), Arizonas universitāte, UCLA, Lielbritānijas Antarktikas apsekojums un Starptautiskā planētu zinātņu pētījumu skola (Peskara, Itālija).
Projektu Life in Atacama finansē ar NASA trīs gadu piešķīrumu 3 miljonu ASV dolāru apmērā Kārnegija Melona Robotikas institūtam. Galvenais izmeklētājs ir Viljams “Sarkanais” Vitakers. Wagoner ir dzīvības noteikšanas instrumentu pavadprojekta galvenais pētnieks, kurš no NASA ieguva atsevišķu dotāciju 900 000 USD apmērā.
Oriģinālais avots: CMU ziņu izlaidums
