Obrazový kredit: CMU
Současné expedice na Marsu zvyšují vzrušující možnost, že někde na červené planetě může být život. Jak to ale zjistí budoucí mise? Odpovědi by mohl poskytnout systém vyvinutý vědci Carnegie Mellon.
Na 36. lunární a planetární vědecké konferenci v Houstonu tento týden (14. – 18. Března) představí vědec Carnegie Mellon Alan Wagoner výsledky nedávné výkonnosti systému detekce života v chilské poušti Atacama, kde našel rostoucí lišejníky a bakteriální kolonie. Toto je poprvé, kdy byla automatizovaná technologie založená na roveru použita k identifikaci života v této drsné oblasti, která slouží jako testovací místo pro technologii, která by mohla být nasazena v budoucích misích na Marsu.
„Náš systém detekce života fungoval velmi dobře a něco takového nakonec umožní robotům hledat život na Marsu,“ říká Wagoner, člen projektového týmu „Život v Atacamě“ a ředitel Molecular Biosensor and Imaging Center at Carnegie Mellon je Mellon College of Science.
Polní sezóna „Život v Atacamě“ v roce 2004 - od srpna do poloviny října - byla druhou fází tříletého programu, jehož cílem je pochopit, jak může být život detekován pomocí roveru, který je řízen vzdáleným vědeckým týmem. . Tento projekt je součástí astrobiologického vědeckotechnického programu NASA pro výzkum planet nebo ASTEP, který se zaměřuje na posouvání technologických limitů v drsných prostředích.
David Wettergreen, docent výzkumu v robotickém institutu Carnegie Mellon, vede vývoj roverů a terénní výzkum. Nathalie Cabrol, planetární vědec z NASA Ames Research Center a institutu SETI, vede vědecké výzkumy.
Život je ve většině oblastí Atacamy stěží detekovatelný, ale roverovy nástroje dokázaly detekovat lišejníky a bakteriální kolonie ve dvou oblastech: pobřežní oblast s vlhčím podnebím a vnitřní, velmi vyprahlá oblast méně pohostinná k životu.
"Viděli jsme velmi jasné signály z chlorofylu, DNA a bílkovin." A dokázali jsme vizuálně identifikovat biologické materiály ze standardního obrazu zachyceného roverem, “říká Wagoner.
"Dohromady tyto čtyři důkazy jsou silnými ukazateli života." Nyní jsou naše nálezy potvrzovány v laboratoři. Vzorky odebrané v Atacamě byly zkoumány a vědci zjistili, že obsahovaly život. Lišejníky a bakterie ve vzorcích rostou a čekají na analýzu. “
Wagoner a jeho kolegové navrhli systém detekce života vybavený detekcí fluorescenčních signálů z řídkých forem života, včetně těch, které mají velikost pouhých milimetrů. Jejich fluorescenční zobrazovač, který je umístěn pod roverem, detekuje signály ze života založeného na chlorofylu, jako jsou cyanobakterie u lišejníků, a fluorescenční signály ze sady barviv navržených tak, aby se rozsvítily, pouze pokud se vážou na nukleovou kyselinu, protein, lipid nebo uhlohydrát. všechny molekuly života.
"Nevíme o jiných vzdálených metodách, které jsou schopné detekovat nízké hladiny mikroorganismů a vizualizovat vysoké úrovně začleněné jako biofilmy nebo kolonie," říká Gregory Fisher, projektový vědec v oblasti zobrazování.
„Náš fluorescenční zobrazovač je první zobrazovací systém, který pracuje za denního světla ve stínu roveru. Rover využívá sluneční energii k provozu, takže potřebuje cestovat během denních hodin. Snímky, které zachytíme, mohou mnohokrát odhalit jen slabý signál. Jakékoli sluneční světlo, které pronikne do kamery konvenčního fluorescenčního zobrazovače, by signál zakrývalo, “říká Wagoner.
„Abychom se tomuto problému vyhnuli, navrhli jsme náš systém tak, aby excitoval barviva s intenzivními záblesky světla. Kamera se otevírá pouze během těchto záblesků, takže jsme schopni zachytit silný fluorescenční signál během denního průzkumu, “říká Shmuel Weinstein, projektový manažer.
Během mise řídil vzdálený vědecký tým v Pittsburghu operace roveru. Pozemní tým na místě odebral vzorky studované roverem, aby přinesl zpět k dalšímu vyšetření v laboratoři. V typický den v terénu se rover vydal cestou, kterou předchozí den určil vědecký tým pro dálkové operace. Rover se občas zastavil, aby provedl podrobnou kontrolu povrchu, a účinně vytvořil „makroskopickou přikrývku“ geologických a biologických dat na vybraných deskách po 10 centimetrech. Poté, co rover opustil region, pozemní tým shromáždil vzorky vyšetřené roverem.
"Na základě zjištění roveru v terénu a našich testů v laboratoři neexistuje žádný příklad toho, že rover dává falešně pozitivní výsledek." Každý vzorek, který jsme testovali, obsahoval bakterie, “říká Edwin Minkley, ředitel Centra pro biotechnologie a environmentální procesy na katedře biologických věd.
Minkley provádí analýzy k určení genetických charakteristik získaných bakterií za účelem identifikace různých mikrobiálních druhů přítomných ve vzorcích. Testuje také citlivost bakterií na ultrafialové (UV) záření. Jednou hypotézou je, že bakterie mohou mít větší odolnost vůči UV záření, protože jsou v pouštním prostředí vystaveny extrémnímu UV záření. Podle Minkleyho může tato charakterizace také vysvětlit, proč je tak vysoký podíl bakterií z nejvíce suchého místa pigmentován - červenou, žlutou nebo růžovou - jak rostou v laboratoři.
První fáze projektu byla zahájena v roce 2003, kdy byl solární robot jménem Hyperion, vyvinutý také v Carnegie Mellon, převezen do Atacamy jako výzkumné zkušební lože. Vědci provedli experimenty s Hyperion za účelem stanovení optimálního designu, softwaru a vybavení pro robota, který by byl použit v rozsáhlejších experimentech prováděných v letech 2004 a 2005. Zo?, Rover používaný v polní sezóně 2004, je výsledkem této práce . V posledním roce projektu plány vyžadují, aby Zo?, Vybavený celou řadou nástrojů, fungoval autonomně, protože cestuje 50 kilometrů během dvouměsíčního období.
Vědecký tým vedený Cabrolem se skládá z geologů a biologů, kteří studují jak Zemi, tak Mars na institucích, jako je Výzkumné středisko Ames NASA a Johnson Space Center, Institut SETI, Jet Propulsion Laboratory, University of Tennessee, Carnegie Mellon, Universidad Catolica del Norte (Chile), arizonská univerzita, UCLA, britský antarktický průzkum a Mezinárodní výzkumná škola planetárních věd (Pescara, Itálie).
Projekt Life in the Atacama je financován tříletým grantem NASA ve výši 3 miliony dolarů, který byl udělen Robotics Institute Carnegie Mellon. William „Red“ Whittaker je hlavním vyšetřovatelem. Wagoner je hlavním vyšetřovatelem doprovodného projektu nástrojů pro detekci života, který získal od NASA samostatný grant ve výši 900 000 USD.
Původní zdroj: CMU News Release
