De ExoMars rover zal Europa’s eerste poging zijn om een mobiel platform op Mars af te zetten. Het is ook de eerste rover die tot wel twee meter diep in de bodem van Mars zal boren.
Al sinds de jaren 70 zijn we op zoek naar bewijzen voor microbieel leven op Mars. Een dergelijke vondst zou immers een van de belangrijkste wetenschappelijke ontdekkingen aller tijden zijn. En over twee jaar vergroten onze kansen aanzienlijk, want dan zullen de Mars2020 van NASA en de ExoMars van de Europese Ruimteorganisatie en Roscosmos naar Mars gestuurd worden. De ExoMars rover zal Europa’s eerste poging zijn om een mobiel platform op de rode planeet af te zetten. Het is ook de eerste rover die tot wel twee meter diep in de bodem van Mars zal boren.
Hij zal echter niet de eerste rover zijn die op Mars naar sporen van leven zoekt, want in de jaren 70 heeft NASA met het Vikingprogramma een gelijkaardige poging ondernomen. En hoewel de missie uiteindelijk onsuccesvol was, heeft ze toch een hoop informatie over de geologie en de atmosfeer van de planeet opgeleverd. En die informatie komt vandaag goed van pas. Sterker nog, de ontdekkingsmissies van de laatste halve eeuw hebben aangetoond dat Mars in zijn jonge jaren ooit een dynamische en potentieel bewoonbare planeet is geweest.
Vandaag is de aanwezigheid van leven op Mars niet helemaal onmogelijk, maar toch zal de ExoMars vooral op zoek gaan naar leven dat al uitgestorven is. Het risico bestaat echter dat de rover de planeet met aardse microben besmet. Daarom mag hij niet in de buurt komen van sites waarvan we denken dat er vandaag misschien microben zouden kunnen leven.
Chemofossielen bieden de meeste kansen
Er zijn echter een paar factoren waar we rekening mee moeten houden als we naar leven op Mars zoeken. Ten eerste zijn we op zoek naar eencellige micro-organismen die onzichtbaar zijn voor het blote oog. Het is namelijk onwaarschijnlijk dat het leven daar een verder evolutionair stadium bereikt heeft. Dat is niet zo vreemd – de aarde werd ook voor meer dan twee miljard jaar enkel door eencelligen bewoond.
Ten tweede zal de ExoMars leven opsporen dat drie of vier miljard jaar geleden zou hebben bestaan. En er kan veel gebeurd zijn in de tussentijd: rotsen die sporen van leven bevatten kunnen door erosie verdwenen en elders afgezet zijn, of kunnen diep onder de grond, buiten ons bereik begraven liggen. Gelukkig kent Mars geen platentektoniek – het constante verschuiven en recycleren van de aardkorst zoals hier op aarde – wat van de planeet een geologische tijdscapsule maakt.
Gedesintegreerde dode micro-organismen laten biosignaturen achter in de vorm van chemofossielen. Door die chemische verbindingen te detecteren en te identificeren, kunnen we tekenen van vroeger leven opsporen. Chemofossielen verschillen immers van organische verbindingen die bijvoorbeeld door meteorieten op planeten afgezet worden, of die voortkomen uit een combinatie van geologische en biologische processen, zoals methaangas.
Eén verbinding kan op zijn eentje niet bewijzen dat er ooit sprake was van leven. Maar patronen aanwezig in elke bekende organische verbinding kunnen wel wijzen op een biologische oorsprong. Lipiden en aminozuren zijn bijvoorbeeld fundamentele componenten van levende wezens, maar kwamen ook al voor in sommige meteorieten. Het verschil zit ‘m echter in de details. Lipiden die overblijven als de rest van een ontbonden celmembraan zullen bijvoorbeeld een beperkte grootte hebben, en een even aantal koolstoffen bevatten. En in de natuur komen aminozuren voor in een ‘rechtshandige’ en ‘linkshandige’ versie (zoals handschoenen), maar om een of andere reden bevatten organismen enkel de ‘linkshandige’ versie.
Micro-organismen kunnen ook zichtbare fossielen achterlaten. Als de omstandigheden het toelaten, kunnen microbiële matten (gelaagde gemeenschappen van micro-organismen) zich mengen met fijn sediment. In het gesteente dat dan ontstaat, vormen ze structuren met een karakteristiek uiterlijk. Maar net door die specifieke voorwaarden is het onwaarschijnlijk dat een rover zulke afzettingen zal ontdekken, omdat hij slechts een klein oppervlak van een volledige planeet zal onderzoeken.
Onze kansen zijn dus het grootst als we zoeken naar organische verbindingen. Dat is een taak voor de Mars Organic Molecule Analyser (MOMA) – het grootste meetinstrument van de ExoMars rover.
Het Vikingprogramma heeft aangetoond dat er geen detecteerbare organische verbindingen op het Marsoppervlak aanwezig zijn. Dat hadden wetenschappers niet verwacht, want veel organische verbindingen in het zonnestelsel ontstaan immers uit niet-biologische activiteit. Latere missies hebben echter uitgewezen dat krachtige chemie en intense straling veel van het organische materiaal van het Marsoppervlak hebben verwijderd.
Niet zo lang geleden heeft NASA’s Curiosity rover echter enkele eenvoudige organische verbindingen gevonden. Dat zou een aanwijzing kunnen zijn voor wat er zich onder de oppervlakte bevindt. Omdat MOMA bodemstalen van de ondergrond kan analyseren, zal het instrument meer kans hebben om organische biosignaturen te vinden die de tand des tijds doorstaan hebben.
Verwarring door besmetting
Voordat de zoektocht naar biosignaturen kan beginnen, zal ExoMars eerst de juiste bodemstalen moeten vinden. De landingsplekken van de missie zijn daarom onder andere gekozen op basis van hun geologische eigenschappen zoals hun leeftijd (meer dan 3,6 miljard jaar oud).
Als MOMA organische moleculen identificeert in de stalen die hij tijdens het boren naar boven haalt, zal er eerst bepaald moeten worden of het niet gaat om een besmetting door aardse organische stoffen. Want hoewel ExoMars buitenaards leven probeert op te sporen, is hij ontworpen om te zoeken naar leven dat bestaat uit dezelfde chemische fundamenten als het leven op aarde. Uiterst gevoelige apparatuur zoals MOMA speurt dus naar biosignaturen waar we al veel over weten. Zo vergroten de kansen op succes voor ExoMars.
Het nadeel is dan wel dat die instrumenten ook gevoelig zijn voor leven en organische moleculen op aarde. Om organische of microbiologische verstekelingen te vermijden, worden de rover en zijn uitrusting in uiterst schone ruimtes gebouwd. Eens aangekomen op Mars, zal de rover eerst een aantal ‘lege’ stalen analyseren. Die zullen onthullen of er al dan niet sprake is van besmetting.
Duidelijke aanwijzingen vinden voor uitgestorven leven op Mars is nog maar de eerste stap. Zoals de meeste wetenschappelijke ontdekkingen zal het een gradueel proces zijn, waarbij bewijsmateriaal zich laag per laag opstapelt tot er geen andere verklaring meer voorhanden is. Als NASA’s Mars2020 rover even boeiende ontdekkingen doet, zijn we nog dichter bij een groter begrip van het leven in het algemeen. En natuurlijk bestaat er een kleine mogelijkheid dat ExoMars op enkele levende Martiaanse micro-organismen stuit, al is het wel heel onwaarschijnlijk. Hoe dan ook luidt het een nieuw begin in voor de zoektocht naar leven op Mars.
Vertaling: Anneleen Huyzentruyt
