W 2020 roku, stworzony przez NASA, łazik Curiosity dokonał analizy marsjańskiej skały o nazwie „Mary Anning 3”. Po latach badań w końcu udało się uzyskać wyniki. Okazuje się, że aż siedem z 21 molekuł zawierających węgiel, to cząsteczki, które po raz pierwszy zostały odkryte na Marsie. Co więcej, cała próba zawiera najbardziej zróżnicowany zbiór cząsteczek organicznych, jakie kiedykolwiek odkryto na Czerwonej Planecie.
25 Października 2020 roku po wydobyciu próbki skały z odwiertu nazwanego „Mary Anning”, łazik Curiosity wykonał sobie selfie.Po latach badań, okazało się, że próbka ta zawiera najbardziej różnorodny zbiór cząstek organicznych jakie kiedykolwiek zostały znalezione na Marsie.
Pochodzenie tych cząsteczek pozostaje tajemnicą. Naukowcy przypuszczają, że mogły one powstać zarówno w procesach biologicznych, jak i w geologicznych. Nie ulega jednak wątpliwości, że odkrycie to jest kolejnym potwierdzeniem, że miliardy lat temu, na Marsie występowały odpowiednie warunki do życia. Warto też wspomnieć, że cząsteczki te to kolejne odkryte związki organiczne zdolne do przetrwania w skałach przez miliardy lat, a pamiętajmy o tym, że na marsie występuje promieniowanie zdolne doprowadzić do ich rozpadu.
Mary Anning 3 została wydobyta z północnego stoku masywu Mount Sharp. Jest to teren, który miliardy lat temu był pokryty jeziorami i strumieniami. W przeszłości obszar ten był wielokrotnie zalewany i wysuszany, aż ostatecznie przeobraził się w teren bogaty w minerały ilaste. Są to substancje charakteryzujące się wysoką zawartością węgla, będące budulcem życia powszechnie występującym w całym Układzie Słonecznym. Ponadto doskonale nadają się do konserwacji związków organicznych.
Wśród nowo odkrytych cząsteczek znajdują się takie jak heterocykliczny związek azotu, czyli cząsteczka w kształcie pierścienia zbudowana z węgla i azotu. Co jest niesamowite, ten rodzaj struktury jest uznawany za prekursor RNA i DNA, dwóch kwasów nukleinowych mających kluczową rolę w przechowywaniu i przekazywaniu informacji genetycznej.
„To odkrycie ma niezwykle istotne znaczenie dla nauki, jako iż struktury te mogą być pierwowzorem bardziej złożonych cząsteczek bogatych w azot” – przyznała pierwsza autorka publikacji naukowej o odkryciu, Amy Williams z University of Florida w Gainesville – „Nigdy wcześniej nie wykryto tych związków na powierzchni Marsa ani w składzie meteorytów z Czerwonej Planety”
Kolejnym niesamowitym odkryciem jest obecność benzotiofenu, cząsteczki organicznej zawierającej węgiel i siarkę, powszechnie występującej w wielu meteorytach. Według niektórych naukowców ten rodzaj meteorytów, wraz z zawartymi w nich cząsteczkami organicznymi, doprowadził do rozprzestrzenienia kluczowych budulców do powstania życia w całym wczesnym Układzie Słonecznym.
Dnia 3 lutego 2019 kamera Mastcam wykonała obraz przedstawiający obszar góry Mount Sharp. Jest to teren bogaty w skały zawierające glinę, powstałe miliardy lat temu, gdy istniały tam jeszcze jeziora i strumienie. Próbka Mary Anning 3 została znaleziona właśnie w tym bogatym w glinę obszarze.
Lekcja chemii na Marsie
„Zlokalizowanie tego miejsca, pobranie próbki oraz dokonanie jej analizy przy pomocy łazika Curiosity wymagało zaangażowania całego zespołu naukowców i inżynierów” – przyznał główny naukowiec projektu, Ashwin Vasavada z NASA Jet Propulsion Laboratory w południowej Kalifornii. – „Odkrycie tych cząsteczek organicznych po raz kolejny wskazuje na to, że miliardy lat temu na Marsie z dużym prawdopodobieństwem występowało życie”.
Odkrycia dokonano dzięki umieszczonemu w brzuchu Curiosity zaawansowanemu minilabolatorium, zwanemu Sample Analysis at Mars (SAM). Zanim dana próbka zostanie zbadana przez SAM, starannie wyselekcjonowana skała jest rozdrabniana na proszek za pomocą wiertła umieszczonego na końcu robotycznego ramienia łazika. Dopiero wtedy próbka trafia do SAM, gdzie wskutek wysokiej temperatury uwalnia gazy. To właśnie one są badane przez minilabolatorium, a następnie określana jest struktura skały, z której próbka została pobrana.
SAM może również zbadać próbkę metodą „wet chemistry” [przyp. red.: mokrej chemii], wrzucając ją do małego pojemnika z rozpuszczalnikiem. W wyniku powstałych reakcji dochodzi do rozbicia większych cząsteczek, które w przeciwnym razie byłyby trudne do wykrycia i zidentyfikowania. Poza kilkoma pojemnikami z rozpuszczalnikiem urządzenie posiada też dwa pojemniki zawierające wodorotlenek tetrametyloamoninowy (TMAH). Jest to silny odczynnik przeznaczony do najbardziej wartościowych próbek. To właśnie Mary Annig 3 była pierwszą, która została poddana działaniu TMAH.
By potwierdzić skuteczność reakcji TMAH z materią pozaziemską, autorzy pracy postanowili przetestować ją na kawałku mającego ponad 4 miliardy lat meteorycie Murchison. Jest to jeden z najlepiej zbadanych obiektów tego typu na Ziemi, składający się z cząsteczek organicznych rozsianych po całym wczesnym Układzie Słonecznym. W wyniku tych badań z użyciem TMAH odkryto, że Murchison składa się z podobnych cząsteczek jak Mary Anning 3, w tym z benzotiofenu. To pokazuje, że cząsteczki znalezione w Mary Anning 3 mogą być pozostałościami po rozpadzie bardziej złożonych związków niezbędnych do zaistnienia życia.
W ostatnim czasie Curiosity wykorzystał również swój drugi, a zarazem ostatni pojemnik z TMAH. Miało to miejsce podczas badań nad przypominających pajęczynę rzadkiej formacji geologicznej typu boxwork. Ostateczne rezultaty tych prac jeszcze nie zostały zaprezentowane, ale wiadomo już, że wyniki zostaną umieszczone w przyszłych artykułach NASA.
Szczegółowe zbliżenie wraz z adnotacjami na trzy otwory wykonane przez łazik Curiosity w październiku 2020 roku w lokalizacji Marry Anning. Próbki, w których łazik znalazł najbardziej zróżnicowany zbiór cząstek organicznych, pochodzi z odwiertu Mary Anning 3. Pobliski nawiert Mary Anning 2 pozostał niewykorzystany.
Przecieranie szlaków dla przyszłych misji
Zbudowany przez Centrum Lotów Kosmicznych imienia Roberta H. Goddarda w Greenbelt, SAM bazuje na większych, profesjonalnych instrumentach laboratoryjnych. Wbudowanie tak złożonego urządzenia do łazika wymagało drastycznego zmniejszenia jego rozmiarów. Ponadto konieczne było wynalezienie sposobu, by zużywało ono znacznie mniej energii. Aby przeprowadzać eksperymenty naukowcy, musieli nauczyć się jak nagrzewać SAM wolniej i na dłuższe okresy czasu.
„Już samo wymyślenie jak po raz pierwszy na Marsie przeprowadzić tego typu analizy chemiczne było nie lada wyczynem” – przyznał Charles Malespin, kierownik naukowy instrumentu w Centrum Lotów Kosmicznych imienia Roberta H. Goddarda i współautor badania – „Jednak teraz, kiedy mamy już potrzebne nam doświadczenie, nie możemy się doczekać, by przygotowywać podobne badania na kolejne misje”.
Centrum Lotów Kosmicznych imienia Roberta H. Goddarda już dostarczyło szereg elementów niezbędnych do budowy nowych instrumentów zamontowanych na łaziku Rosalind Franklin. To właśnie w tym łaziku, tworzonym przez Europejską Agencję Kosmiczną, znajdzie się nowa generacja systemu SAM, o nazwie Mars Organic Molecular Analyzer [przyp. red.: analizator marsjańskich związków organicznych]. Podobne urządzenie na pokładzie drona Dragonfly budowanego przez NASA (Dragonfly Mass Spectrometer) weźmie udział w eksploracji Tytana. Obydwa urządzenia będą mogły badać próbki metodą „wet chemistry” z użyciem TMAH.
Korekta – Martyna Chruslinska
