Obrazový kredit: CMU
Súčasné expedície na Mars zvyšujú vzrušujúcu možnosť, že niekde na červenej planéte môže byť život. Ako to však nájdu budúce misie? Odpoveď by mohol poskytnúť systém vyvinutý vedcami Carnegie Mellon.
Na 36. lunárnej a planetárnej vedeckej konferencii v Houstone tento týždeň (14. až 18. marca) predstaví vedec Carnegie Mellon Alan Wagoner výsledky nedávnej výkonnosti systému detekcie života v púšte Atacama v Čile, kde našiel rastúce lišajníky a bakteriálne kolónie. Toto je prvýkrát, keď sa automatická technológia založená na vozovke použila na identifikáciu života v tejto drsnej oblasti, ktorá slúži ako testovacie miesto pre technológiu, ktorá by sa mohla nasadiť v budúcich misiách na Marse.
„Náš systém detekcie života fungoval veľmi dobre a nakoniec niečo také môže robotom umožniť hľadať život na Marse,“ hovorí Wagoner, člen projektového tímu „Život v Atacame“ a riaditeľ Molecular Biosensor and Imaging Center at Melne College of Carnegie Mellon.
Terénna sezóna „Život v Atacame“ v roku 2004 - od augusta do polovice októbra - bola druhou fázou trojročného programu, ktorého cieľom je porozumieť tomu, ako môže život odhaliť tulák, ktorý je riadený vzdialeným vedeckým tímom. , Tento projekt je súčasťou astronomického vedecko-technického programu NASA pre výskum planét alebo ASTEP, ktorý sa zameriava na posunutie technologických limitov v drsných prostrediach.
David Wettergreen, docent výskumu v robotickom inštitúte Carnegie Mellon, vedie vývoj roverov a terénne výskumy. Vedecký výskum vedie Nathalie Cabrol, planetárna vedkyňa z NASA Ames Research Center a inštitútu SETI.
Život je takmer vo všetkých oblastiach Atacamy sotva zistiteľný, ale roverove nástroje dokázali odhaliť lišajníky a bakteriálne kolónie v dvoch oblastiach: pobrežná oblasť s vlhšou klímou a vnútorná, veľmi suchá oblasť, ktorá je pre život menej príjemná.
„Videli sme veľmi jasné signály z chlorofylu, DNA a bielkovín. A my sme boli schopní vizuálne identifikovať biologické materiály zo štandardného obrazu zachyteného roverom, “hovorí Wagoner.
„Tieto štyri dôkazy spolu predstavujú silné ukazovatele života. Naše zistenia sa teraz potvrdzujú v laboratóriu. Vzorky odobraté v Atacame boli skúmané a vedci zistili, že obsahovali život. Lišejníky a baktérie vo vzorkách rastú a čakajú na analýzu. ““
Wagoner a jeho kolegovia navrhli systém detekcie života vybavený na detekciu fluorescenčných signálov z riedkych foriem života, vrátane tých, ktoré majú veľkosť iba milimetrov. Ich fluorescenčný zobrazovač, ktorý je umiestnený pod roverom, detekuje signály zo života založeného na chlorofyle, ako sú napríklad cyanobaktérie v lišajníkoch, a fluorescenčné signály zo sady farbív, ktoré sa majú rozsvietiť, iba ak sa viažu na nukleovú kyselinu, proteín, lipid alebo sacharid. všetky molekuly života.
„Nevieme o iných vzdialených metódach, ktoré sú schopné detegovať nízke hladiny mikroorganizmov a vizualizovať vysoké úrovne začlenené ako biofilmy alebo kolónie,“ hovorí Gregory Fisher, vedecký pracovník projektu.
„Náš fluorescenčný zobrazovač je prvý zobrazovací systém, ktorý pracuje za denného svetla v tieni roveru. Vodič využíva na prevádzku slnečnú energiu, takže potrebuje cestovať za denných hodín. Snímky, ktoré snímame, môžu mnohokrát odhaliť iba slabý signál. Akékoľvek slnečné svetlo, ktoré prenikne do kamery konvenčného fluorescenčného snímača, by zakrylo signál, “hovorí Wagoner.
„Aby sme sa tomuto problému vyhli, navrhli sme náš systém tak, aby excitoval farbivá s vysokou intenzitou zábleskov svetla. Kamera sa otvára iba počas týchto zábleskov, takže sme schopní zachytiť silný fluorescenčný signál počas denného prieskumu, “hovorí Shmuel Weinstein, projektový manažér.
Počas misie dal vzdialený vedecký tím so sídlom v Pittsburghu pokyn na prácu rovera. Pozemný tím na mieste odobral vzorky študované roverom, aby sa vrátili na ďalšie vyšetrenie do laboratória. V typický deň v teréne smeroval rover cestou určenou predchádzajúcim dňom vedeckým tímom pre vzdialené operácie. Rover sa občas zastavil, aby vykonal podrobnú povrchovú kontrolu, a efektívne vytvoril „makroskopickú prikrývku“ geologických a biologických údajov vo vybraných 10 x 10 centimetrových paneloch. Potom, čo rover opustil región, pozemný tím zhromaždil vzorky vyšetrené roverom.
„Na základe zistení roverov v teréne a našich testov v laboratóriu neexistuje žiadny príklad toho, že rover dáva falošne pozitívny výsledok. Každá testovaná vzorka obsahovala baktérie, “hovorí Edwin Minkley, riaditeľ Centra pre biotechnológie a environmentálne procesy na Katedre biologických vied.
Minkley vykonáva analýzy na určenie genetických charakteristík získaných baktérií s cieľom identifikovať rôzne mikrobiálne druhy prítomné vo vzorkách. Testuje tiež citlivosť baktérií na ultrafialové (UV) žiarenie. Jednou hypotézou je, že baktérie môžu mať väčšiu odolnosť proti UV žiareniu, pretože sú vystavené extrémnemu UV žiareniu v púštnom prostredí. Podľa Minkleyho môže táto charakterizácia tiež vysvetliť, prečo je taká veľká časť baktérií z najviac suchého miesta pigmentovaná - červená, žltá alebo ružová -, keď rastú v laboratóriu.
Prvá fáza projektu sa začala v roku 2003, keď bol solárny robot s názvom Hyperion, vyvinutý tiež v Carnegie Mellon, prevezený do Atacamy ako výskumné testovacie pracovisko. Vedci vykonali experimenty s Hyperion s cieľom určiť optimálny dizajn, softvér a prístrojové vybavenie pre robota, ktorý by sa použil v rozsiahlejších experimentoch uskutočňovaných v rokoch 2004 a 2005. Zo ?, rover používaný v poľnej sezóne 2004, je výsledkom tejto práce , V poslednom roku projektu sa v plánoch vyžaduje, aby Zo?, Vybavený celým radom prístrojov, fungovala autonómne, keď prejde 50 kilometrov za obdobie dvoch mesiacov.
Vedecký tím vedený Cabrolom sa skladá z geológov a biológov, ktorí študujú Zem a Mars na inštitúciách vrátane Výskumného centra Ames NASA a Johnsonovho vesmírneho centra, inštitútu SETI, Jet Propulsion Laboratory, University of Tennessee, Carnegie Mellon, Universidad Catolica. del Norte (Čile), Arizonská univerzita, UCLA, Britský antarktický prieskum a Medzinárodná výskumná škola planetárnych vied (Pescara, Taliansko).
Projekt Život v Atacame je financovaný trojročným grantom NASA vo výške 3 milióny dolárov pre Robotics Institute Carnegie Mellon. William „Red“ Whittaker je hlavným vyšetrovateľom. Wagoner je hlavným vyšetrovateľom sprievodného projektu nástrojov na detekciu života, ktorý získal od NASA samostatný grant vo výške 900 000 dolárov.
Pôvodný zdroj: CMU News Release
