Forskare vid universitetet i Bern har utvecklat det mycket känsliga instrumentet ORIGIN, som kan ge bevis på de minsta mängderna spår av liv, för framtida rymduppdrag. Rymdorganisationer som NASA har redan uttryckt intresse för att testa ORIGIN för framtida uppdrag. Instrumentet kan användas på uppdrag till ismånarna Europa (Jupiter) och Enceladus (Saturnus), till exempel.

Frågan om liv existerar bortom jorden är en av mänsklighetens mest grundläggande frågor. Framtida NASA-uppdrag, till exempel, syftar till att undersöka Jupiters och Saturnus ismånar, som potentiellt kan skydda livet i de flytande haven under det tjocka lagret av is, på marken. Att bevisa spår av liv bortom jorden är extremt utmanande, dock. Det krävs mycket känsliga instrument som gör mätningar på marken med största möjliga grad av autonomi och med hög precision – miljontals kilometer från jorden och därmed utan direkt stöd från mänskligheten.

En internationell grupp forskare under ledning av Andreas Riedo och Niels Ligterink vid universitetet i Bern har nu utvecklat ORIGIN, en masspektrometer som kan upptäcka och identifiera de minsta mängderna av sådana spår av liv. De beskriver instrumentet i en nyligen publicerad artikel i facktidskriften Naturvetenskapliga rapporter . Niels Ligterink från Center for Space and Habitability (CSH) är huvudförfattare till den internationella studien, och medförfattaren Andreas Riedo från Physics Institute vid universitetet i Bern utvecklade instrumentet i laboratorierna för rymdforsknings- och planetvetenskapsavdelningen vid Physics Institute. Olika internationella rymdorganisationer, speciellt NASA, har redan uttryckt intresse för att testa ORIGIN för framtida uppdrag.

Nytt instrument krävs

Sedan det första Marsuppdraget Viking på 1970-talet, mänskligheten har letat efter spår av liv på Mars med hjälp av högt specialiserade instrument som är installerade på landningsplattformar och rovers. Under sina första år, Mars var jordliknande, hade en tät atmosfär och till och med flytande vatten. Dock, som Niels Ligterink förklarar, Mars förlorade sin skyddande atmosfär med tiden:"Som ett resultat av detta, Mars yta utsätts för hög sol- och kosmisk strålning som gör liv på ytan omöjligt." NASA:s Curiosity-rover undersöker för närvarande Mars i detalj men utan några konkreta indikationer på spår av liv hittills.

Sedan Cassini- och Galileo-uppdragen upptäckt de globala haven under kilometervis av islager på Jupiters måne Europa och Saturnus måne Enceladus, dessa två kroppar har alltmer blivit fokus för forskares sökande efter utomjordiskt liv. Enligt nuvarande kunskap, haven har alla egenskaper som inte bara behövs för att liv ska uppstå, men också som ger miljöer där liv kan existera på lång sikt. NASA planerar därför att landa ett uppdrag på Jupiters måne Europa runt 2030 och göra mätningar på marken. Målet:Identifiering av livet. Medförfattare Prof. Dr. Peter Wurz från Physics Institute vid universitetet i Bern säger, "Koncept som är speciellt utvecklade för Mars kan inte enkelt appliceras på andra kroppar i vårt solsystem eftersom de är väldigt olika. Nya instrument med högre känslighet och enklare och mer robusta analyssystem måste designas och användas."

Oöverträffad mätkänslighet för bevis på liv i rymden

ORIGIN är ett sådant nytt instrument som överträffar tidigare rymdinstrument många termer över när det gäller dess mätkänslighet. Olika internationella rymdorganisationer har uttryckt stort intresse för instrumentet för framtida uppdrag. säger Andreas Riedo. "NASA har bjudit in oss att delta och testa vårt instrument i Arktis. Artic är den optimala testmiljön i samband med EUROPA LANDER-uppdraget, som bör starta 2025, vilket kommer att tillåta oss att demonstrera prestandan för ORIGIN."

Aminosyror är nyckelkomponenter i livet som vi känner det på jorden. Samtidigt bevis på vissa aminosyror på utomjordiska ytor, som Europas, tillåta slutsatser om möjligt liv. Mätprincipen som utvecklats av de Bernbaserade forskarna är enkel. Ligterink förklarar, "Laserpulser riktas mot ytan som ska undersökas. I processen, små mängder material lossnar, vars kemiska sammansättning analyseras av ORIGIN i ett andra steg." Andreas Riedo tillägger, "Den övertygande aspekten av vår teknik är att inga komplicerade provberedningstekniker, som potentiellt kan påverka resultatet, krävs. Detta var ett av de största problemen på Mars hittills, " säger Riedo. Aminosyrorna som hittills har analyserats med ORIGIN har ett specifikt kemiskt fingeravtryck som gör att de kan identifieras direkt. Ligterink förklarar, "För att vara ärlig, vi förväntade oss inte att våra första mätningar redan skulle kunna identifiera aminosyror."

Upptäckten av spår av tidigare eller nuvarande liv på kroppar i vårt solsystem bortom jorden är av stor betydelse för en bättre förståelse av existensen av liv i universum och dess tillkomst. Riedo avslutar, "Vår nya mätteknik är en verklig förbättring av de instrument som för närvarande används i rymduppdrag. Om vi ​​tas med på ett framtida uppdrag, vi kanske kan svara på en av mänsklighetens mest grundläggande frågor med ORIGIN:Finns det liv i rymden?"