NASA:s Mars 2020 Perseverance-rover kommer att vara byråns nionde uppdrag att landa på den röda planeten. Tillsammans med att karakterisera planetens geologi och klimat, och banar väg för mänsklig utforskning bortom månen, Rovern är fokuserad på astrobiologi, eller studiet av liv i hela universum. Uthållighet har till uppgift att söka efter tecken på att mikrobiellt liv kan ha levt på Mars för miljarder år sedan. Det kommer att samla in stenkärnprover i metallrör, och framtida uppdrag skulle returnera dessa prover till jorden för djupare studier.

"För att citera Carl Sagan, sa Gentry Lee, chefsingenjör för Planetary Science Directorate vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory, "'Om vi ​​ser en igelkott stirra i kameran, vi skulle veta att det finns nuvarande och säkert forntida liv på Mars, men baserat på våra tidigare erfarenheter, en sådan händelse är extremt osannolik. Extraordinära anspråk kräver extraordinära bevis, och upptäckten att liv existerade någon annanstans i universum skulle verkligen vara extraordinär.'"

Mars 2020 missionsforskare tror att Jezero Crater, landningsplatsen för Perseverance, kan vara hem för sådana bevis. De vet att för 3,5 miljarder år sedan, Jezero var platsen för en stor sjö, komplett med sitt eget floddelta. De tror att även om vattnet kan vara borta för länge sedan, någonstans inom den 28 mil breda (45 kilometer breda) kratern, eller kanske längs dess 2, 000 fot hög (610 meter hög) fälg, biosignaturer (bevis på att liv en gång funnits där) kan vänta.

"Vi förväntar oss att de bästa platserna att leta efter biosignaturer är i Jezeros sjöbotten eller i strandlinjesediment som kan vara täckta med karbonatmineraler, som är särskilt bra på att bevara vissa typer av fossiliserat liv på jorden, sa Ken Williford, biträdande projektforskare för roveruppdraget Mars 2020 Perseverance vid JPL. "Men när vi letar efter bevis på forntida mikrober i en gammal främmande värld, det är viktigt att ha ett öppet sinne."

NASA:s femte rover till den fjärde planeten från solen bär en ny serie vetenskapliga instrument för att bygga vidare på upptäckterna av NASA:s Curiosity-rover, som har funnit att delar av Mars kunde ha stöttat mikrobiellt liv för miljarder år sedan.

Jakt på biosignaturer

Varje jakt på biosignaturer kommer att omfatta roverns svit av kameror, speciellt Mastcam-Z (placerad på roverns mast), som kan zooma in för att inspektera vetenskapligt intressanta mål. Uppdragets vetenskapsteam kan ge Perseverances SuperCam-instrument – ​​också på masten – i uppdrag att avfyra en laser mot ett lovande mål, genererar ett litet plasmamoln som kan analyseras för att bestämma dess kemiska sammansättning. Om dessa uppgifter är tillräckligt intressanta, teamet kunde beordra roverns robotarm att gå in för en närmare titt.

Att göra det, Uthållighet kommer att förlita sig på ett av två instrument på tornet i slutet av dess arm. PIXL the Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry) kommer att använda sin lilla men kraftfulla röntgenstråle för att söka efter potentiella kemiska fingeravtryck från tidigare liv. SHERLOC-instrumentet (the Scanning Habitable Environments with Raman &Luminescence for Organics &Chemicals) har sin egen laser och kan detektera koncentrationer av organiska molekyler och mineraler som har bildats i vattenhaltiga miljöer. Tillsammans, SHERLOC och PIXL kommer att tillhandahålla högupplösta kartor över element, mineraler, och molekyler i Mars stenar och sediment, gör det möjligt för astrobiologer att bedöma deras sammansättning och bestämma de mest lovande kärnorna att samla in.

Ett bestående hopp för forskarteamet är att hitta en ytfunktion som inte kunde tillskrivas något annat än forntida mikrobiellt liv. En sådan funktion kan vara något som en stromatolit. På jorden, stromatoliter är vågiga, stenhögar som bildades för länge sedan av mikrobiellt liv längs uråldriga strandlinjer och i andra miljöer där metabol energi och vatten var rikligt. En sådan iögonfallande egenskap skulle vara svår att krita upp till geologiska processer.

"Ja, det finns vissa former som bildas i stenar där det är extremt svårt att föreställa sig en miljö utan liv som kan få den formen att bildas, " sade Williford. "Men som sagt, det finns kemiska eller geologiska mekanismer som kan orsaka kupolformade bergarter som vi vanligtvis tänker på som en stromatolit."

Gå in i Perseverances exempelcachingsystem. Samlingen av motorer i ångbåtstamstorlek, planetväxellådor, och sensorer är bland de mest komplexa, kapabel, och de renaste mekanismerna som någonsin skickats ut i rymden. Med det, vetenskapsteamet kommer att samla in de mest spännande proverna de kan hitta, förvara dem i provrör, och, senare, deponera dem så att framtida uppdrag kan samla in provrören och flyga dem tillbaka till jorden för analys.

"Den instrumentering som krävs för att definitivt bevisa att mikrobiellt liv en gång existerade på Mars är för stor och komplex för att ta med till Mars, sa Bobby Braun, programledaren för Mars Sample Return på JPL. "Det är därför NASA samarbetar med den europeiska rymdorganisationen i ett multi-uppdrag, kallad Mars Sample Return, för att hämta proverna som Perseverance samlar in och föra dem tillbaka till jorden för studier i laboratorier över hela världen."

Och när det händer, prover från Mars' Perseverance-rover kan berätta för oss att det vid en tidpunkt för miljarder år sedan existerade liv någon annanstans i universum. Men de kan också tyda på motsatsen. Och vad då?

"Vi har starka bevis för att Jezero Crater en gång hade ingredienserna för livet. Även om vi efter återlämnad provanalys drar slutsatsen att sjön var obebodd, vi kommer att ha lärt oss något viktigt om livets räckvidd i kosmos, " sa Williford. "Oavsett om Mars någonsin har varit en levande planet, det är viktigt att förstå hur steniga planeter som vår bildas och utvecklas. Varför förblev vår egen planet gästvänlig när Mars blev en ödslig ödemark?"

Uthållighet kanske inte ger det sista ordet om den röda planeten någonsin innehöll liv, men den data den samlar in och de upptäckter den gör kommer att spela en nyckelroll närhelst det resultatet nås.

Mänskligheten har fokuserat på Mars sedan Galileo blev den första människan att se den genom ett teleskop 1609. Hade den en gång liv? Svaret kanske väntar oss någonstans i Jezero Crater. NASA:s Perseverance-rover kommer att börja ta reda på det imorgon.

Mer om uppdraget

Ett nyckelmål för Perseverances uppdrag på Mars är astrobiologi, inklusive sökandet efter tecken på forntida mikrobiellt liv. Rovern kommer att karakterisera planetens geologi och tidigare klimat, bana väg för mänsklig utforskning av den röda planeten, och bli det första uppdraget att samla och cachelagra Martian rock och regolit.

Efterföljande uppdrag av NASA i samarbete med ESA (European Space Agency), skulle skicka rymdfarkoster till Mars för att samla dessa förseglade prover från ytan och returnera dem till jorden för djupgående analys.

Mars 2020-uppdraget är en del av ett större program som inkluderar uppdrag till månen som ett sätt att förbereda sig för mänsklig utforskning av den röda planeten. Anklagas för att ha återvänt astronauter till månen 2024, NASA kommer att etablera en varaktig mänsklig närvaro på och runt månen till 2028 genom NASA:s Artemis månutforskningsplaner.