Установленный на планетоходе миссии «ЭкзоМарс» прибор может обнаружить в марсианской породе аминокислоты потенциально биологического происхождения. Но, как выяснилось, для этого их концентрация должна быть достаточно высокой.
На сегодня официально заявленная ситуация с марсоходом «Розалинд Франклин» выглядит примерно так: предполагаемый запуск — в конце 2028 года на ракете Falcon Heavy. Напомним, изначально планировалось запустить миссию «ЭкзоМарс» на «Протоне» в 2022-м, но передумали по известным причинам. С тех пор долгожданное событие перенесли на еще более поздний срок.
Это стало ударом для всех исследователей Марса. Казалось бы, на Красной планете благополучно работают два марсохода, а ранее были и другие, но у «Розалинд Франклин», по сравнению с ними, есть как минимум одно серьезное преимущество — способность бурить поверхность на двухметровую глубину. Curiosity и Perseverance не могут проникнуть глубже, чем на несколько сантиметров.
Глубина забора образцов марсианского грунта — важный вопрос для поиска возможных следов ныне существующей либо древней жизни на соседней планете. Из-за крайней разреженности атмосферы Марса и практически полного отсутствия у него глобальной магнитосферы поверхность довольно жестоко бомбардируется космической радиацией.
Из-за этого даже в случае реального существования жизни на Марсе сейчас или в прошлом найти ее признаки на поверхности надежды практически нет, ведь радиация разрушает биомолекулы. Поэтому с самым большим нетерпением астробиологи ждут возможность анализировать грунт, взятый с как можно большей глубины.
На борту «Розалинд Франклин» установлен прибор, с помощью которого есть шанс найти признаки внеземной жизни на месте, не дожидаясь доставки образцов на Землю, — MOMA (Mars Organic Molecule Analyzer). Он будет нагревать собранный грунт в печи, а испаряющиеся газы — отправлять в специальное устройство, которое отделит более тяжелые, многосоставные молекулы от простых.
Благодаря этому можно обнаружить в марсианском веществе в том числе аминокислоты — строительные «блоки» любого биологического материала. Правда, их находят даже в межзвездных облаках, но у «кирпичиков» жизни (во всяком случае, земной) есть хорошо узнаваемая особенность: они имеют тенденцию чаще всего принимать определенную форму.
Аминокислоты бывают «левосторонними» и «правосторонними», на Земле превалируют «левосторонние». Прибор MOMA с помощью специального реагента сможет отличить одни от других. Если «левых» окажется заметно больше, чем «правых», это будет весомый довод в пользу внеземной жизни.
Именно этой теме посвятил свое недавнее исследование астрофизик из Центра космических наук при Нью-Йоркском университете в Абу-Даби Димитра Атри, который работает на стыке планетологии и астробиологии. В недавней статье, доступной на сервере препринтов arXiv.org, ученый попытался оценить, сможет ли на практике прибор на новом марсоходе найти «живые» молекулы в грунте той местности, где ему предстоит работать, — на приэкваториальном плато Оксия.
Этот регион особенно привлекателен изобилием глинистых минералов: глина образуется только в присутствии воды в жидком состоянии. Кроме того, там в результате геологических процессов породы сравнительно недавно поднялись к поверхности, а значит, они успели получить меньшую дозу космической радиации.
С помощью компьютерного моделирования удалось установить, что на двухметровой глубине воздействие космических частиц снижается в 13,5 раза. Однако в недрах планеты идет распад радиоактивных элементов, и влияние этой радиации тоже нужно учитывать. Поэтому реальный выигрыш от бурения, вероятно, будет значительно скромнее: за десятки миллионов лет общая степень воздействия на глубине может оказаться всего в полтора раза меньше.
Если молекула аминокислоты не разрушается под действием радиации, она может «изменить форму». Из-за этого становится трудно определить, была ли она когда-то частью белков в живом организме. Но по итогу автор исследования пришел к выводу, что на самом деле высокоэнергетические частицы скорее уничтожат молекулу полностью, чем «деформируют». Значит, если аминокислоты в породе удастся найти, скорее всего, будет прослеживается и перевес одних по сравнению с другими.
Команда создателей MOMA изначально рассчитала, что для обнаружения аминокислот в марсианском грунте с помощью этого прибора минимальная необходимая концентрация этих молекул должна составлять одну частицу на миллион по массе, то есть один миллиграмм аминокислот в килограмме породы. Однако, по расчетам Атри, для действительно надежного измерения и установления возможной биологической природы аминокислот их желательно иметь вдвое больше: по миллиграмму каждой из двух разновидностей.
Чтобы сейчас на Марсе сохранялось такое количество аминокислот, в далеком прошлом их должно было быть примерно сотни миллиграммов на килограмм — почти столько же, сколько сейчас в кишащей жизнью земной почве. Выходит, если этих молекул было не так много и сейчас осталось меньше двух миллиграммов на килограмм грунта, прибор может вообще не зафиксировать их.
Автор: Адель Романенкова