Поиск органических веществ на Марсе недостаточен. ExoMars будет искать их "хиральность."

Мы давно знаем, что на Марсе есть органические молекулы. Роверы и посадочные аппараты продолжают находить их, где бы они ни искали. Но "органическое" просто означает, что молекула состоит из атомов углерода и водорода, а не что она была создана жизнью — существует множество небиологических процессов, которые могут создавать органические молекулы. Однако есть одна особенность органических молекул, которая может очень сильно указывать на наличие жизни или ее отсутствие — это хиральность, и новый инструмент на ровере Розалинд Франклин, запланированном к запуску на Марс в 2030-х годах, только что доказал, что он может успешно искать ее.

Чтобы разобраться в этом, лучше всего начать с базового определения хиральности. Хиральность — это ориентация молекулы — другими словами, физические углы, под которыми ее атомы связаны друг с другом. Обычно каждая органическая молекула, обладающая этой свойством (а не все имеют), может иметь одну из двух зеркальных ориентаций — органические химики обозначают это свойство как "хандедность" — как левосторонняя или правосторонняя.

Абиотические процессы (т.е. те, которые не вызваны жизнью) не заботятся о том, какую хандедность органической молекулы они создают, что приводит к примерно 50/50 разделению между двумя зеркальными версиями — комбинация, известная как рацемическая смесь. Однако, поскольку суперсила жизни заключается в том, чтобы создавать маленькие копии самой себя, она обычно создает больше молекул той же ориентации, из которой она в данный момент состоит. Например, жизнь на Земле исключительно использует "левосторонние" аминокислоты и "правосторонние" сахара. Поэтому, если в образце органических молекул преобладает одна конкретная ориентация, это довольно ясный признак того, что эти органические молекулы были произведены биологическим процессом.

Фрейзер рассказывает о истории поиска жизни на Марсе.

На самом деле мы уже отправляли тестер хиральности на Марс — инструмент Sample Analysis at Mars на борту Curiosity способен измерять хиральность. К сожалению, ни одна из органических молекул, найденных ровером, не была целостной сложной молекулой, на которой бы работал этот инструмент. Другие роверы, такие как Perseverance, вероятно, нашли такие сложные органические молекулы (например, знаменитые "леопардовые пятна", о которых мы сообщали ранее), но операторы этой миссии предполагали, что собранные образцы будут отправлены обратно на Землю для дальнейшего анализа. Поскольку эта программа была сокращена NASA из-за ограничений бюджета, ответ на вопрос о том, есть ли (или была ли) жизнь на Марсе, может продолжать оставаться в образце на поверхности красной планеты неопределенно долго.

Европейское космическое агентство не собирается допускать ту же ошибку в планировании. Они планируют оснастить ровер Розалинд Франклин всем необходимым научным оборудованием на месте, не полагаясь на дорогие миссии по возврату образцов. Один из критически важных инструментов для завершения этой миссии — это Анализатор органических молекул на Марсе (MOMA). Этот инструмент, который в настоящее время прошел свои первые аналоговые испытания, гораздо более чувствителен, чем любой другой сенсор хиральности, который мы когда-либо отправляли на Красную планету.

Чтобы доказать эту точку, команда под руководством доктора Гийома Лезенера решила протестировать автономную версию инструмента, анализируя знаменитый метеорит Мерчисон. В частности, они хотели найти две сложные органические молекулы — пристан и фитан, обе из которых составляют часть нефти. Возможно, более важно, что они также являются чрезвычайно стабильными продуктами разложения хлорофилла, что означает, что они могут выжить миллиарды лет на поверхности Марса после того, как были созданы как побочный продукт жизни, собирающей солнечную энергию.

Фрейзер рассказывает о открытиях, сделанных Curiosity.

Метеорит Мерчисон — это чистый образец углеродного хондрита, который упал в Австралии в 1969 году. Исследовательская команда провела образец через инструмент MOMA и, что интересно, обнаружила рацемическую смесь почти равных хиральностей. Учитывая, что исследовательская команда изначально ожидала найти дисбаланс из-за биологического загрязнения от местных микробов Земли, это стало довольно неожиданным. Но после некоторых размышлений они считают, что метеорит на самом деле захватил следы сгоревших ископаемых топлив, содержащих пристан и фитан, когда входил в атмосферу Земли. Таким образом, это исключило возможность обнаружения "космической биологии" на Мерчисоне, но это было отличным доказательством концепции возможностей MOMA.

Тем не менее, инженер во мне предполагает, что они протестировали инструмент на известных образцах заранее, чтобы убедиться, что он сможет правильно считывать все необходимые сигналы, прежде чем получить образец с неизвестным составом. Предполагая, что они это сделали, статья является как отличной валидацией способностей MOMA, так и интересным взглядом на состав одного из самых известных известных метеоритов. Теперь нам остается только подождать еще около 10 лет, прежде чем один из самых важных инструментов, которые мы когда-либо отправляли на Марс, действительно начнет работать.