רכב החלל הוותיק של נאס"א, "Curiosity" (סקרנות), שסורק את פני המאדים מאז 2012, הצליח לבצע ניתוח כימי מרחוק של מינרלים שנאספו במכתש גייל (Gale Crater). החוקרים התמקדו באזור המכונה "גלן טורידון", שבו קיימות עדויות חזקות לכך שהיו פעם מאגרי מים נוזליים. במהלך הניסוי, צוות האסטרוביולוגים פירק דגימות חימר וזיהה למעלה מ-20 כימיקלים משמעותיים. הממצא המדהים ביותר הוא מולקולה המכילה חנקן, שמבנה הכימי שלה מזכיר מאוד רצפים ראשוניים של DNA. בנוסף, נמצאו תרכובות גופרית המוכרות ככאלו שמגיעות ממטאוריטים.
"אותם חומרים שירדו כגשם מטאוריטים על מאדים הם אלו שירדו גם על כדור הארץ, וסביר להניח שהם סיפקו את אבני הבניין לחיים כפי שאנו מכירים אותם", הסבירה ד"ר איימי וויליאמס, גאולוגית בצוות המשימה ושותפה למחקר.
האם אלו באמת חיים?
חשוב לציין: המדענים עדיין לא טוענים שנמצאו "חייזרים". ללא בדיקה פיזית של אדם על המאדים, לא ניתן לקבוע בוודאות אם המקור של המולקולות הללו הוא ביולוגי (יצורים חיים מהעבר), גאולוגי או חיצוני (מטאוריטים). עם זאת, העובדה שחומרים אורגניים מורכבים כל כך הצליחו להישמר בשכבות הקרקע הרדודות של המאדים היא בשורה ענקית. היא מוכיחה שהסביבה של מאדים היא "חביטבילית" (ניתנת ליישוב) ושיש טעם להמשיך ולחפש עקבות של פחמן אורגני במשימות עתידיות.
ההצלחה של "Curiosity" סוללת את הדרך למשימות הבאות של האנושות, לדוגמא ה-Rosalind Franklin: המשימה האירופית למאדים שתבצע ניסויים דומים או Dragonfly - משימה שאפתנית לטיטאן, ירחו של שבתאי, שם המדענים מקווים למצוא כימיה אורגנית עשירה עוד יותר.
התגלית הנוכחית מחזקת את התפיסה שמאדים אינו סתם סלע אדום ומת, אלא ארכיון קפוא שעשוי להכיל את התשובה לשאלה העתיקה מכולן: האם היו אי פעם חיים מחוץ לכדור הארץ?
הלב הכימי של רכב החלל
מכשיר ה-SAM (ראשי תיבות של Sample Analysis at Mars) הוא הלב הכימי של רכב החלל Curiosity. מדובר למעשה במעבדה ממוזערת שתופסת כמחצית מגוף הרובר, והיא נועדה לענות על השאלה: האם מאדים היה אי פעם ראוי למגורי חיים? התהליך הטכני של ניתוח דגימה על מאדים הוא מורכב ומתבצע בכמה שלבים קריטיים:
1. איסוף והכנת הדגימה: התהליך מתחיל בזרוע הרובוטית של Curiosity. מקדחה בקצה הזרוע קודחת בסלע או אוספת אבקה מהקרקע. האבקה עוברת סינון למסננת של 150 מיקרון (כדי לוודא שהגרגירים לא גדולים מדי) ומועברת לפתחי כניסה בחלקו העליון של הרובר. משם, הדגימה נופלת לאחת מ-74 כוסות קטנות שנמצאות בתוך מערכת הובלת דגימות סיבובית.
2. חימום ואידוי (Pyrolysis): ברגע שהדגימה בתוך הכוס, ה-SAM מכניס אותה לתנור קטן. המכשיר מחמם את אבקת הסלע לטמפרטורות גבוהות מאוד, עד 1000 מעלות צלזיוס. במהלך התהליך, החימום גורם לפירוק הכימי של המינרלים בסלע ושחרור גזים שנכלאו בו במשך מיליארדי שנים. סלע מוצק הופך לתערובת של גזים, שהם אלו שניתן לנתח במכשירי המדידה.
3. הניתוח הכימי (שלושת המרכיבים של ה-SAM): הגזים שמשתחררים מהתנור מועברים לשלושה מכשירים מרכזיים שעובדים יחד.
- כרומטוגרף גז (GC): תפקידו להפריד בין הגזים השונים. הוא "מריץ" את תערובת הגזים דרך צינורות ארוכים ודקים. גזים שונים נעים במהירויות שונות, כך שהם יוצאים מהקצה השני בזה אחר זה, מה שמאפשר לזהות כל מרכיב בנפרד.
- ספקטרומטר מסות (QMS): זהו ה"מזהה" העיקרי. הוא יורה קרן אלקטרונים על המולקולות שהגיעו מה-GC, הופך אותן ליונים (חלקיקים טעונים) ומפריד אותן לפי המשקל האטומי שלהן. זה מאפשר למדענים לזהות בדיוק אילו יסודות קיימים (כמו חנקן, פחמן או חמצן) ואילו מולקולות אורגניות מורכבות נוצרו.
- ספקטרומטר לייזר (TLS): מכשיר זה משתמש בלייזר כדי למדוד בדייקנות רבה יחסים של איזוטופים וגזים כמו מתאן ופחמן דו-חמצני. הוא עוזר להבין אם המקור של הגזים הוא גאולוגי או אולי ביולוגי.
4. שיטת ה"כימיה הרטובה": מכיוון שחלק מהמולקולות האורגניות במאדים הן "עקשניות" ולא מתאדות בקלות בחימום רגיל, ה-SAM מצויד בשיטה מיוחדת: הכוסית מכילה נוזל כימי שמגיב עם הדגימה. התגובה הזו הופכת את המולקולות האורגניות הנדירות לכאלו שמתאדות בקלות רבה יותר, וכך ה-SAM יכול "לראות" מולקולות כמו אלו דמויות ה-DNA שהוזכרו בתגלית האחרונה.
למה זה כל כך קשה?
האתגר הטכנולוגי עצום. המערכת צריכה לעבוד בריק כמעט מוחלט, בטמפרטורות קיצוניות, ולהיות נקייה לחלוטין. אם גרגר אבק מכדור הארץ היה נשאר בתוך המערכת, הוא היה מזיה את התוצאות וגורם למדענים לחשוב בטעות שמצאו חיים במאדים. לכן, ה-SAM מבצע תהליכי ניקוי עצמי קפדניים בין דגימה לדגימה.
טעינו? נתקן! אם מצאתם טעות בכתבה, נשמח שתשתפו אותנו