Красная планета в далеком прошлом представляла собой теплый и влажный мир, окутанный плотной атмосферой. Такие условия могли быть вполне пригодны для зарождения простейших форм жизни. Однако подтвердить или опровергнуть эту гипотезу — одна из самых сложных задач современной планетарной науки.
Марсоходы американского космического агентства уже фиксировали наличие органических молекул в местных камнях, но сами по себе эти соединения не являются стопроцентным доказательством биологии. Ситуация должна измениться после 2030 года, когда на поверхность высадится европейский аппарат «Розалинд Франклин». Он оснащен уникальной лабораторией MOMA, созданной под эгидой Института Макса Планка. Перед отправкой специалисты из Германии и Франции провели масштабные испытания этой техники на Земле.
Поиск древних следов
Главная сложность заключается в том, чтобы отделить вещества биологического происхождения от продуктов обычной неживой химии. Ученые делают ставку на два углеводорода — пристан и фитан. Эти цепочки атомов углерода часто встречаются в земной нефти, так как они невероятно стабильны и способны сохраняться в породах миллиарды лет. Если на древнем Марсе существовала жизнь, именно эти молекулы могут стать ее главными свидетельствами.
«Если микробы когда-то обитали там, то пристан и фитан выступят в роли надежных химических улик, доживших до наших дней», — пояснил ведущий автор работы Гийом Лесеньёр.
Секрет зеркальных отражений
У этих молекул есть еще одно уникальное свойство — хиральность. Это означает, что они существуют в виде двух зеркальных копий, которые соотносятся друг с другом как левая и правая руки. Химический состав идентичен, но пространственное расположение атомов разное.
«Хиральность — это наш главный козырь в поиске внеземных организмов», — отметил соавтор исследования Уве Мейерхенрих. Суть в том, что земная жизнь почти всегда использует только одну форму молекулы (например, левую). Неживая природа же создает обе версии в равных долях. Любая инопланетная биология, скорее всего, будет следовать тому же правилу ради самокопирования клеток.
Как работает космическая лаборатория
Инструмент MOMA предназначен для выявления этого крошечного дисбаланса. Процесс выглядит так: образец марсианского грунта попадает в миниатюрную печь, где нагревается для выделения газов. Затем пары пропускаются через тончайшие капиллярные трубки со специальным внутренним покрытием. Поскольку зеркальные формы молекул взаимодействуют с этим слоем по-разному, они движутся с разной скоростью и разделяются на выходе.
Используя точные копии трубок будущего ровера, команда впервые смогла успешно разделить пристан и фитан в лабораторных условиях. Фатма Йесил Сахан из команды разработчиков подчеркнула, что этот успех доказывает высочайшую чувствительность прибора, способного уловить даже слабую реакцию таких веществ.
Урок от небесного гостя
Для проверки системы исследователи взяли образцы знаменитого метеорита Мерчисон, упавшего в Австралии в 1969 году. Изначально предполагалось, что найденные в нем пристан и фитан имеют биологическую природу (загрязнение бактериями уже на Земле).
Однако анализ показал иную картину: оба зеркальных варианта присутствовали в абсолютно равных количествах. Такой результат не характерен для земной грязи. Мануэль Рейнхардт из Гёттингенского университета нашел разгадку. Выяснилось, что молекулы подверглись воздействию высоких температур и давления внутри астероида, а затем смешались с парами земной нефти при входе в атмосферу. За миллионы лет природные процессы стерли изначальный биологический перекос, сделав смесь симметричной.
Эта работа стала важным этапом подготовки миссии. Она не только подтвердила работоспособность оборудования перед стартом, но и заставила ученых задуматься о том, как земная промышленность влияет на чистоту космических образцов, усложняя поиск истинно инопланетных сигналов.
Отчет опубликован в International Journal of Earth Sciences.
Изображение: ESA/ATG medialab
