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Nach 36 Jahren Debatte, Verwirrung und gescheiterten Versuchen anderer Weltraumbehörden, eine grundlegende Frage zu beantworten, ist das Mars Science Laboratory (MSL) der NASA auf dem Weg, die Suche nach organischer Materie zu wiederholen, die den beiden Viking-Sonden entgangen war.
Noch 96 Tage bis zur Landung wird MSL diesen August am Gale-Krater landen. Der Rover mit dem Namen Curiosity wird das bisher größte Fahrzeug sein, das an unseren Nachbarplaneten geliefert wurde. Mit einem Gewicht von 900 kg ist Curiosity fast fünfmal so groß wie die Rover Spirit und Opportunity, die vor acht Jahren gelandet sind, und mehr als 1,5-mal so groß wie jeder Viking-Lander, der 1976 auf dem Planeten ankam.
Wie die Vikings und die Mars Exploration Rovers wurde Curiosity konzipiert und ins Leben gerufen, um Informationen zu sammeln, die uns sagen können, ob der Rote Planet mikrobielles Leben beherbergt. Seit der Wikingerzeit schreitet die Einführung von Instrumenten für in-situ-Analysen stetig voran, doch jedes Kapitel in der Geschichte der Suche nach dem Leben auf dem Mars baut auf den vorherigen auf.
Obwohl sie in den Tagen, als Spirit und Opportunity für Schlagzeilen sorgten, normalerweise nur kurz erwähnt wurden, waren die beiden Viking-Lander erstaunliche Schiffe, nicht nur für ihre Zeit, sondern auch für heute. Die Instrumentensammlung jedes Viking-Landers umfasste eine Reihe von drei biologischen Experimenten, Instrumente, die für den direkten Nachweis von Mikroben entwickelt wurden, falls der Regolith an einem der beiden Viking-Landeplätze irgendwelche enthält. Während nachfolgende Landungsboote Instrumente trugen, die entwickelt wurden, um das Lebenspotenzial des Mars zu bewerten, wurde seit dem Projekt Viking keines mehr gebaut, um direkt nach Lebensformen des Mars zu suchen.
Laut dem Viking-Ermittler Gilbert Levin haben die Viking-Lander bereits das Leben des Mars entdeckt. In den Jahren 1976-1977 lieferte Levins Instrument, das als Labeled Release (LR) Experiment bekannt ist, positive Ergebnisse bei Chryse Planitia und Utopia Planitia, den beiden Wikingerlandeplätzen. Bei der Behandlung mit einer Lösung, die kleine, mit radioaktivem Kohlenstoff markierte organische Chemikalien enthält, setzten Regolithproben, die an den Landeplätzen entnommen wurden, ein Gas frei, das durch eine Zunahme der Radioaktivität im Raum über der Probe angezeigt wird.
Levin glaubt zwar, dass es sich bei dem Gas um Kohlendioxid handelt, das aus der Oxidation der organischen Chemikalien resultiert, aber es ist auch denkbar, dass die Chemikalien zu einem anderen Gas, Methan, reduziert wurden. Da das Erhitzen der Proben auf eine Temperatur, die hoch genug war, um die meisten der uns bekannten Mikroben auf der Erde abzutöten, die Gasfreisetzung verhinderte, kam das Wikinger-Wissenschaftsteam zunächst zu dem Schluss, dass das LR Leben entdeckt hatte.
Der Großteil des Wissenschaftsteams, nicht jedoch Levin, entschied, dass die Gasfreisetzung im LR auf eine nicht-biologische chemische Reaktion zurückzuführen sein muss. Dieses Umdenken war auf verschiedene Faktoren zurückzuführen, aber der wichtigste davon war, dass das Gaschromatograph-Massenspektrometer (GC-MS) jedes Landers keine organische Substanz in den Proben nachweisen konnte. Wie es der verstorbene Carl Sagan in seiner Fernsehserie Cosmos erklärte: „Wenn es Leben auf dem Mars gibt, wo sind dann die Leichen?“
Während die meisten Astrobiologen und Planetenwissenschaftler Levin nicht darin zustimmen, dass die Ergebnisse seines 36 Jahre alten Experiments schlüssige Beweise für das Leben auf dem Mars darstellen, gibt es eine wachsende Zahl von Marswissenschaftlern, die in dieser Frage zweideutig sind. Laut Levin wechselte Sagan 1996 in die zweideutige Kategorie, nachdem der Astrobiologe David McKay und Kollegen einen Artikel in der Zeitschrift Science veröffentlicht hatten, in dem das versteinerte Leben im Meteoriten ALH84001 beschrieben wurde, einem von einer Handvoll Meteoriten, von denen bekannt ist, dass sie vom Mars stammen.
Das SAM-Experiment.
Innerhalb des riesigen Instrumentenpakets von Curiosity ist eine Reihe von Maschinen namens SAM unterwegs, was für 'Sample Analysis at Mars' steht. Nach all diesen Jahren ist SAM der erste Versuch der NASA, Vikings Suche nach organischen Stoffen auf dem Mars zu wiederholen, jedoch mit fortschrittlicherer Technologie.
Das soll nicht heißen, dass in den Jahren dazwischen keine weiteren Versuche unternommen wurden. 1996 startete die russische Federal Space Agency eine Mars-gebundene Sonde, die nicht nur Ausrüstung für die organische Chemie, sondern auch eine verbesserte Version von Levins Experiment trug. Anstatt Regolithproben mit einer Mischung aus „rechtshändigen“ und „linkshändigen“ Formen organischer Substrate (in der Chemie als racemische Mischungen bekannt) zu behandeln, hätte der neue LR einige Proben mit einem linkshändigen Substrat (L- Cystein) und andere mit dem Spiegelbild des Substrats (D-Cystein).
Wären die Ergebnisse für L- und D-Cystein gleich gewesen, wäre ein nicht-biologischer Mechanismus umso wahrscheinlicher gewesen. Wenn der Wirkstoff im Mars-Regolith jedoch eine Verbindung auf Kosten der anderen begünstigt, würde dies auf Leben hinweisen. Noch faszinierender: Wenn der Wirkstoff D-Cystein begünstigte, hätte dies einen Ursprung des Lebens auf dem Mars getrennt von dem Ursprung des Lebens auf der Erde suggeriert, da terrestrische Lebensformen hauptsächlich linkshändige Aminosäuren verwenden. Ein solches Ergebnis würde darauf hindeuten, dass Leben ziemlich leicht entsteht, was auf einen Kosmos schließen lässt, der sich mit lebenden Formen verbündet.
Aber Russlands Sonde Mars ’96 stürzte kurz nach dem Start im Pazifischen Ozean ab. Einige Jahre später schickte die Europäische Weltraumorganisation Beagle 2 mit einem fortschrittlichen Paket zum Nachweis organischer Stoffe zum Mars, aber auch diese Sonde ging verloren.
Während das SAM von Curiosity kein LR-Experiment jeglicher Art enthält, verfügt es über eine Fähigkeit zum Nachweis organischer Stoffe, die im Massenspektrometrie- (MS) oder Gaschromatographie-Massenspektrometrie-Modus (GS-MS) betrieben werden kann. SAM ist nicht nur in der Lage, bestimmte Klassen organischer Verbindungen zu erkennen, die das Viking GCMS im Oberflächenmaterial übersehen hätte, sondern ist auch darauf ausgelegt, in der Marsatmosphäre nach Methan zu suchen. Obwohl atmosphärisches Methan bereits aus dem Orbit nachgewiesen wurde, werden detaillierte Messungen seiner Konzentration und Schwankungen Astrobiologen helfen zu bestimmen, ob die Quelle Methan produzierende Mikroorganismen sind.