Könnten Mikroben im Marsstaub leben? Missionsdesigner denken voraus für die Red Planet Crews.

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Könnte der Mars kleine Mikroben haben, die in seinem Staub leben? Es scheint schwer vorstellbar zu sein, da die Strahlung die Oberfläche des Planeten bedeckt und zumindest in den meisten Regionen des Roten Planeten kein Wasser fließt. Aber das Büro für Planetenschutz der NASA plant, was zu tun ist, wenn marsianische Mikroorganismen auftauchen.

Auf dem Humans to Mars Summit in Washington, D.C., letzte Woche, am 16. Mai, sprach die NASA-Planetenschutzbeauftragte Lisa Pratt in einer Podiumsdiskussion kurz die Möglichkeit von Mars-Mikroben an. Sie sagte, dass zukünftige Entdecker sich Sorgen um mögliche biologische Substanzen im Staub machen sollten, aber sie stellte klar, dass niemand weiß, dass irgendwo auf dem Roten Planeten sicher Leben existiert – geschweige denn auf der Marsoberfläche.

Das Leben, wie wir es kennen, würde wahrscheinlich schlecht in der strahlungsgefüllten Umgebung des Roten Planeten verlaufen, was durch das Fehlen eines Magnetfeldes noch verschlimmert wird, das die Exposition an der Oberfläche reduziert hätte, sagte Jim Rice, ein leitender Wissenschaftler am Planetary Science Institute.

Aber dennoch, “Es ist schwer zu sagen, dass es kein Leben[auf dem Mars]gibt”, sagte er zu Space.com. “Man kann nicht jeden Quadratmillimeter auf der Oberfläche durchsuchen.”

Rice sollte von dieser Suche wissen, da seine Mars Exploration-Rover – in der Öffentlichkeit besser bekannt als Spirit and Opportunity – jahrelang die Marsoberfläche wanderten und umfangreiche Beweise für vergangenes Wasser in ihren Landezonen fanden. Ein Beweis dafür war Hämatit, ein Mineral, das dazu neigt, sich im Wasser zu bilden.

Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil des Lebens, wie wir es kennen, obwohl das Vorhandensein von Wasser nicht bedeutet, dass es definitiv Leben gibt. Auch die vorherrschende wissenschaftliche Weisheit legt nahe, dass die meisten (wenn nicht sogar das gesamte) Wasser des Mars vor Äonen verdunstet sind, als die Atmosphäre des Planeten aufgrund der anhaltenden solaren Erosion der Moleküle der Atmosphäre verdünnt wurde. Der Planet hatte kein Magnetfeld, um ihn vor dem Strom der geladenen Teilchen der Sonne zu schützen.

Seitdem Spirit’s und Opportunity’s nach der Landung im Jahr 2004 gefunden wurden, setzten andere Marsmissionen die Suche nach dem Leben auf dem Roten Planeten fort. Der Mars Curiosity Rover (der 2012 ankam) fand nicht nur Spuren von altem Wasser, sondern entdeckte auch organische Moleküle – oder Moleküle, die in einigen Fällen mit dem Leben in Verbindung gebracht werden können. Zukünftige Rover namens Mars 2020 (von der NASA) und Rosalind Franklin (früher bekannt als ExoMars, von der Europäischen Weltraumorganisation) wollen nach ihrem Start im Jahr 2020 organische Materialien und die Lebensqualität im Mars besser charakterisieren.

Und das ohne die vielen umkreisenden Missionen zu erwähnen, die die Oberfläche nach wasserbasierten Mineralien oder wasserförmigen Merkmalen von ihren Bars über dem Roten Planeten durchsucht haben. Ein Fund aus dem Mars Reconnaissance Orbiter der NASA bleibt umstritten; das Raumschiff sah Streifen an einigen Kraterwänden, die zunächst als Salzwasser erklärt wurden. Weitere Analysen ergaben, dass es sich um Staubstreifen oder kleine Mengen Wasser aus der Atmosphäre handeln kann.

A false-color view from NASA's Opportunity rover taken in 2017 shows the dusty surface of the planet.

Lektionen von Apollo

Rice warnte davor, dass sein Fachgebiet nicht die Biologie ist, aber seine interdisziplinären Forschungsteams haben ihn in Kontakt mit Menschen gebracht, die die Möglichkeiten des Lebens auf anderen Welten untersuchen. Ein Beispiel, das die Öffentlichkeit gut kennt, ist die Quarantäne, der die Apollo-Astronauten nach ihrer Rückkehr vom Mond ausgesetzt waren, sagte er.

In den 1960er und 1970er Jahren führte die NASA Quarantäne-Protokolle für die Apollo 11, 12 und 14 Besatzungen auf dem Mond ein. (Apollo 13 schaffte es nie an die Oberfläche.) Die Behörde hob die Quarantäneanforderung für die restlichen Apollo-Missionen auf, nachdem keine Hinweise auf Mikroben gefunden wurden.

Seit 1972 ist kein Mensch mehr auf der Oberfläche einer außerirdischen Welt gelaufen, mit der letzten Mondmission Apollo 17. Aber wir können mit Eindämmungsprotokollen auf dem Mars früher umgehen, als wir denken, sagte Rice. Die NASA-Mission Mars 2020 soll vielversprechende Proben für eine mögliche Probenrückgabemission in naher Zukunft zwischenspeichern.

Da ist eine Falte, sagte Rice: “Es gibt keinen Ort, um sie zur Erde zurückzubringen. Es gibt keine Rückgabe der marsianischen Proben.” Eine Einrichtung zur Aufnahme und sicheren Untersuchung des Musters muss gebaut werden, aber Design – geschweige denn Konstruktion – ist noch nicht etwas, wovon er gehört hat.

Dann stellt sich die Frage, wie viel eine einzelne Sample-Return-Mission beweisen würde, fügte er hinzu. Es gibt keine Möglichkeit, jeden Teil der Marsoberfläche ein Leben lang zu untersuchen, also sagte Rice, es sei unklar, ob eine Probenrückgabemission – oder sogar mehrere Probenrückgabemissionen – ausreichen würden, um die Bedenken über die Gesundheit der Astronauten zu zerstreuen.

Zukünftiges Anzugdesign
Während die NASA nicht sicher über Mikroben im Marsstaub Bescheid weiß, entwirft die Agentur Raumanzüge für den Mond und für den Mars, die den Staub so weit wie möglich vom Menschen fern halten sollen, sagte Lindsay Aitchison, Weltraumtechniker mit dem Human Landing System Programm der NASA.

Die NASA beabsichtigt, Astronauten 2024 zum Mond zurückzuschicken, und diese Astronauten werden die Raumanzüge aus der Apollo-Zeit nicht benutzen. Während Apollos Anzüge für kurze Exkursionen von einigen Tagen gut funktionierten, wurde Staub bei diesen Missionen zu einem limitierenden Faktor. Das Material wird in Bereiche wie Handgelenksmanschetten geschliffen, so dass es schwer zu an- und auszuziehen ist. Es erodierte weiche Oberflächen und verstopfte Reißverschlüsse. Werkzeuge und Rover erlebten auch staubbedingte Probleme; auf Apollo 17 zum Beispiel waren Astronauten gezwungen, einen erodierten Rover-Fender mit einer nicht benötigten Karte zu befestigen. Die Alternative war das Fahren und das Duschen mit Staub während der gesamten Fahrt.

An beiden Standorten ist es wichtig, Staub von Astronauten fernzuhalten. Auf der Erde sind wir es gewohnt, dass der Staub weich ist. Aber auf dem Mond, der im Vergleich zu unserem eigenen Planeten wenig Erosion erfährt, hat der Staub sehr scharfe Seiten und frisst sich schnell in alles um ihn herum. Auf dem Mars geht es mehr darum, dass der Staub chemisch reaktiv ist und eine potenziell giftige Verbindung namens Perchlorat enthält – nicht in großen Mengen, sondern in so großen Konzentrationen, dass er ein Problem für die Gesundheit der Astronauten darstellen könnte, sagte Aitchison gegenüber Space.com.

So oder so, die NASA entwickelt Anzüge, die so viel Staub wie möglich von den Astronauten und der Ausrüstung in ihren Lebensräumen fern halten.

Es gibt viele Möglichkeiten, Staub einzudämmen, erklärte Aitchison. Die NASA könnte eine Art “Anzughafen” verwenden, der die Astronautenanzüge dauerhaft außerhalb des Lebensraums andockt, vielleicht an den Lebensraum selbst oder an einen Mond- oder Marsrover. Während dies die Anzüge sicher außerhalb der Wohnräume halten würde, ist eine Einschränkung, wie man die Anzüge repariert, wenn sie sich abnutzen. Astronauten, die die Reparaturarbeiten durchführen, müssten Ersatzanzüge verwenden, die mehr Bewegungsfreiheit bieten als nur das Arbeiten in Hemdsärmeln.

Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung innovativer Technologien, um Staub von vornherein vom Anzug fernzuhalten. Eine Idee wäre, elektrostatische Aufladungen zu nutzen, um Mondstaub (der selbst elektrisch geladen ist) abzuwehren. An Orten wie der University of North Dakota oder dem Kennedy Space Center in Florida wurden Möglichkeiten der Staubabwehr untersucht.

Auf die Frage, ob ein Mond-Raumanzug für den Mars verwendet werden könne oder umgekehrt, erklärte Aitchison, dass es mehr Ähnlichkeiten geben könnte, als wir denken. Der Mond und der Mars haben unterschiedliche Schwerkraft- und Druckumgebungen, um sicher zu sein, sowie verschiedene Formen von Staub. Aber Aitchison sagte, dass die “gleiche Kernarchitektur” für Gegenstände wie Lebenserhaltung oder Druckbekleidung verwendet werden könnte. Während das spezifische Raumanzugdesign je nach Besuch der Astronauten variieren würde, könnten einige Teile des Systems gleich bleiben – was die Komplexität und die Kosten für zukünftige Raumfahrtmissionen reduziert.

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