При вивченні зразків марсіанського ґрунту, взятих із скупчення дюн Багнольда біля підніжжя гори Шарп, марсохід Curiosity добряче здивував науковців виявивши ні мало ні багато – органічні сполуки. Все це є додатковим свідченням на користь життя на цій планеті в минулому.
Хоча зараз Марс холодний і безплідний, колись тут текли річки й існували великі озера. Вчені вважають, що в той період на Марсі могли зародитися стародавні мікроорганізми або навіть високоорганізоване життя.
Це було зроблено в ході експериментів з елементами так званої мокрої хімії дериватизації — коли з аналізованої хімічної сполуки на Землі паралельно намагаються отримати продукт із схожою хімічною структурою. Похідних амінокислот не виявлено, проте знайдено бензойну кислоту, аміак, фосфорну кислоту, фенол, а також кілька азотовмісних молекул і ще не ідентифіковані високомолекулярні сполуки. Результати досліджень були опубліковані в журналі Nature Astronomy .
Експеримент проводився в той період, коли не була задіяна бурова установка Curiosity для збирання зразків через сипкість ґрунту. Маєва Міллан з Джорджтаунського університету у Вашингтоні та Центру космічних польотів імені Годдарда NASA, провідний автор нового дослідження, пояснює, що початкова мета цієї операції полягала в тому, щоб отримати основу для порівняння з майбутніми хімічними експериментами, які проводяться на багатообіцяючих марсіанських зразках.
«Цей експеримент вийшов безперечно успішним, — заявив Міллан в інтерв’ю виданню Inverse . — Нехай ми й не знайшли тих біосигнатур, що шукали, але принаймні показали, що цей метод справді багатообіцяючий».
Подальші пошуки біосигнатур на поверхні Марса Curiosity будуть проводитися в місцях, які сприятливіші для збереження життя. Його молодший «колега», марсохід, Perseverance, також шукає ознаки життя, однак у нього немає обладнання для «мокрої хімії». Цей метод використовуватиметься також у майбутніх місіях, наприклад європейського марсоходу Rosalind Franklin у 2022 році та Dragonfly – дрону NASA, який досліджуватиме поверхню супутника Сатурна Титана у 2036 році.
Марсохід NASA Curiosity здійснив посадку в кратері Гейла 6 серпня 2012 року і з того часу проводить дослідження на його околицях. Нещодавно до нього на Марсі приєднався Perseverance, який висадився 18 лютого 2021 року. Обидві місії спрямовані, окрім іншого, на пошуки залишків стародавнього життя на Марсі.
Хоча нині ця планета холодна і безплідна, колись тут текли річки та існували великі озера. Вчені вважають, що в той період Марс, можливо, мешкав — принаймні там могли з’явитися стародавні мікроорганізми.
Щоб виявити сліди того минулого життя, астробіологи шукають характерні біосигнатури — певні хімічні речовини, які могли бути продуктом життєдіяльності будь-якої форми життя в минулому чи теперішньому, чи то мікроби, чи щось складніше. Насамперед вчених цікавлять органічні молекули, які вважаються будівельними блоками земного життя і могли б виступати в тій самій якості та в інших місцях у Всесвіті.
Крім експериментів з мокрої хімії, що виробляються на марсоході Curiosity, існує також можливість проводити аналіз зразків, що містять амінокислоти та карбонові кислоти, методом газової хроматографії та мас-спектрометрії.
Комплект аналізаторів SAM (Sample Analysis at Mars) є набором інструментів для виявлення органічних речовин як в атмосфері, так і в твердих зразках. Він складається з мас-спектрометра, що дозволяє виявляти подібні речовини в газоподібному вигляді – отриманих з атмосфери або твердих зразків, що вивільняються, шляхом нагрівання; газового хроматографа, що використовується для виділення окремих компонентів із складної газової суміші; і лазерного спектрометра, що виконує прецизійні вимірювання визначення співвідношення ізотопів кисню і вуглецю в двоокису вуглецю (CO2) і метану (CH4) в атмосфері Марса – для того, щоб виявити їх походження – геохімічне або біологічне.
Марсохід Curiosity раніше вже виявляв органічні молекули, що містяться в марсіанських відкладах, проте нові знахідки значно розширили цей список органіки на Марсі, що є додатковим підтвердженням на користь життя на цій планеті в минулому.
Зразки ґрунту з дюни Багнольда Curiosity отримав у березні 2017 року. Під час вимушеної перерви група, яка працює з марсоходом, вирішила провести перший у своєму роді експеримент. Усередині корпусу Curiosity містяться 74 ємності, дев’ять із яких були попередньо заповнені хімічними реагентами.
«У стандартному випадку, коли ми відбираємо зразок за допомогою маніпулятора Curiosity, ми поміщаємо його в одну із порожніх ємностей, – пояснює Міллан. — Але в цьому випадку ми помістили зразок у осередок, заповнений хімічними реагентами». Група не очікувала, що зразок міститиме велику кількість органічних молекул, що добре збереглися, оскільки іонізуюча радіація, що майже безперешкодно потрапляє на Марс крізь його розріджену атмосферу, вже давно «стерилізувала» грунт на поверхні. Однак все ж таки після тестування зразка хімічною сумішшю вдалося виявити органічні молекули, що ніколи раніше не зустрічалися на Марсі. Двома найбільш важливими з них вважаються бензойна кислота та аміак. Хоча ці молекули і не є біосигнатурами, вони виступили добрими індикаторами можливості виявляти подібні біосигнатури в майбутньому.
«Ми довели, що цей метод може працювати, – каже Міллан. — Це означає, що ми можемо провести той самий експеримент знову з різними мінералами, такими як глина та сульфати, які можуть краще зберігати органічні молекули».
Після ідентифікації органічних молекул група прагне виявити їхнє походження — визначити батьківські молекули. «Щойно ми їх виявимо, ми зможемо сказати, звідки вони з’явилися, — каже Міллан. — На даний момент, вивчивши всю сукупність знайдених на Марсі зразків, ми висунули гіпотезу, що вони могли виникнути під час звичайних геологічних процесів». Але оскільки Curiosity взяв зразок з кратера Гейла, який, як передбачається, містив воду в минулому, походження цих молекул могло бути пов’язане також із життєдіяльністю древніх мікроорганізмів.
Щоб отримати нові дані та просунутися у вирішенні цих питань, дослідники очікують на запуск місії Європейського космічного агентства ExoMars у 2022 році, яка дозволить зібрати набагато більше марсіанських зразків. Марсохід Perseverance також шукає на поверхні Марса цікаві зразки, вилучає каміння та керни, що містяться у спеціальні капсули, які пізніше будуть доставлені на Землю для аналізу у лабораторії. Всі ці марсіанські місії з часом дадуть змогу зібрати воєдино різні частини головоломки і дізнатися майже все про історію Марса, незалежно від того, чи було там колись власне життя, чи потрапило воно колись у давнину туди із Землі чи, навпаки, з Марса на землі.