Eines der doppelten Probenröhrchen, die im Dezember 2022 bei Three Forks auf dem Mars geborgen wurden (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/MSSS)
Vitale Proben aus einem ausgetrockneten Seebett auf dem Mars könnten entscheidende Hinweise auf vergangenes Leben auf dem Roten Planeten enthalten – aber Budgetüberschreitungen bedrohen die Bemühungen, diese Proben zurück zur Erde zu bringen, wo Forscher tatsächlich die Geheimnisse der Proben erschließen könnten.
Der NASA-Rover Perseverance, der seit seiner Landung im Februar 2021 das uralte Seebett im Jezero-Krater erforscht, besitzt 43 Probenröhren, in denen er weiterhin wissenschaftlich interessantes Material vom Mars lagert.
„Diese Proben sind der Grund, warum unsere Mission geflogen wurde“, sagte der Planetenforscher David Shuster von der University of California, Berkeley, in einer Erklärung. Shuster ist Mitglied des NASA-Wissenschaftsteams für die Sammlung und Analyse dieser Proben.
Die Instrumente an Bord des Rovers können zwar eine oberflächliche Analyse der Proben liefern, aber die für eine gründliche Untersuchung notwendigen wissenschaftlichen Erkenntnisse können nur in einem Labor auf der Erde gewonnen werden. Dazu muss eine Mission zum Mars aufbrechen, die Proben vom Rover einsammeln und sie zurückbringen. Der Plan war, diese Mission bis zum Ende dieses Jahrzehnts zu starten und die Proben bis 2033 zurück auf die Erde zu bringen. Die Kosten für diese Mission, die sich noch in der Planungsphase befindet, sind jedoch auf 11 Milliarden Dollar in die Höhe geschnellt, und der Termin für die Rückführung der Proben wurde auf etwa 2040 verschoben.
Die NASA hat daher Anfang dieses Jahres diese Pläne gestoppt und die private Raumfahrtindustrie um Ideen für neue, billigere und schnellere Optionen gebeten. Dies brachte die Mars-Wissenschaftler in eine Zwickmühle, da sie sich bewusst waren, dass mit einer kleineren Rückholmission möglicherweise nicht alle Ziele erreicht werden könnten, die ihnen vorschwebten – Ziele, die in der dekadischen Studie der Nationalen Akademie der Wissenschaften als höchste Priorität eingestuft wurden. Derzeit werden zehn Vorschläge von Unternehmen wie Blue Origin, Lockheed Martin und Northrop Grumman geprüft.
Die ursprünglichen Pläne für die Mission waren komplex – ein Marsaufstiegsfahrzeug (MAV) auf der Marsoberfläche landen, die Probenröhren von Perseverance irgendwie herbeischaffen (vielleicht mit einem luftgestützten Rotorflugzeug wie Ingenuity), mit dem MAV von der Oberfläche abheben (mit den Proben in der Hand) und ein Rendezvous mit einem anderen, von der Europäischen Weltraumorganisation gebauten Raumfahrzeug in der Marsumlaufbahn haben, das die Proben zurück zur Erde bringen wird. Doch so beängstigend eine solche Mission auch klingen mag, sie ist für die Planetenforschung mit diesen Marsgesteinsproben unerlässlich.
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Nun wird in einer neuen Forschungsarbeit eine erste Analyse einiger der Proben vorgestellt, die vom Rover selbst durchgeführt wurde, um zu veranschaulichen, warum es so wichtig ist, die Proben zur Erde zurückzubringen. Das Forschungspapier befasst sich mit sieben Sedimentproben aus dem Delta des Flusses, der einst in den See floss, der vor 3,5 Milliarden Jahren Jezero füllte. Diese Proben, die zwischen dem 7. Juli 2022 und dem 29. November 2022 entnommen wurden, enthalten sowohl fein- als auch grobkörnige Sandstein- und Schlammsteinsedimente.
„Sedimentgesteine sind wichtig, weil sie durch Wasser transportiert, in einem stehenden Gewässer abgelagert und anschließend durch die Chemie verändert wurden, die irgendwann in der Vergangenheit flüssiges Wasser auf der Marsoberfläche mit sich brachte“, so Shuster.
Perseverance hat sich selbst auf einem Selfie an den „Cheyava Falls“ festgehalten, einem Ort in der Nähe des Sedimentdeltas, an dem der Rover erst am 25. Juli 2024 eine Probe genommen hat. (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/MSSS)
Grobkörnige Sedimente geben Aufschluss über die Chemie des Wassers, das sie abgelagert hat, da sie sowohl Detritus als auch Karbonatminerale enthalten, die von flussaufwärts gespült wurden.
Die meiste Aufmerksamkeit wird jedoch den feinkörnigen Sedimenten zuteil. Das liegt daran, dass sie die Art von Sediment sind, die am ehesten Beweise für früheres mikrobielles Leben auf dem Mars enthalten, falls es jemals existierte. „Deshalb sind diese Proben so wichtig“, sagt Shuster.
Der neue Bericht beschreibt die Untersuchung der Proben durch Perseverance. Organisches Material wurde nicht gefunden, aber Shuster ist nicht entmutigt.
„Wir konnten in diesen Schlüsselproben keine organischen Verbindungen eindeutig nachweisen“, so Shuster. „Aber nur weil das Instrument keine organischen Verbindungen nachweisen konnte, bedeutet das nicht, dass sie nicht in diesen Proben enthalten sind. Es bedeutet nur, dass sie in diesen speziellen Gesteinen nicht in einer für die Rover-Instrumente nachweisbaren Konzentration vorhanden waren.“
Eine Karte von Perseverance, die den Sedimentfächer eines alten Flussdeltas im Jezero-Krater umrundet. Die roten Sechsecke markieren die Probenahmestellen. (Bildnachweis: NASA)
Deshalb ist es so wichtig, sie zurück zur Erde zu bringen, wo die modernsten Labors die Proben sezieren, ihre Chemie erforschen und herausfinden können, was vor all den Jahren wirklich auf dem Mars passiert ist.
„Wenn wir sie auf die Erde zurückbringen, können sie uns viel darüber verraten, wann, warum und wie lange der Mars flüssiges Wasser enthielt und ob eine organische, präbiotische und möglicherweise sogar biologische Evolution auf dem Planeten stattgefunden hat“, fügte Tanja Bosak, Geobiologin am Massachusetts Institute of Technology und Hauptautorin der neuen Studie, hinzu.
Bislang hat Perseverance 25 Proben gesammelt, darunter Duplikate und atmosphärische Proben sowie drei „Zeugen“-Röhrchen, die Beispiele für mögliche Verunreinigungen durch den Rover enthalten. Acht der Doppelproben wurden an einem Ort namens Three Forks zwischengelagert, wo sie vom Rover als Reserve zurückgelassen wurden, falls Perseverance seinen Vorrat nicht an die Probenrückführungsmission aushändigen kann. Die anderen bisher entnommenen Proben bestehen aus Eruptivgestein, das wahrscheinlich entstand, als der Krater Jezero durch den Einschlag, der ihn vor 4 Milliarden Jahren bildete, ausgehöhlt wurde.
Die potenzielle Bedeutung der Proben darf also nicht unterschätzt werden, wie das neue Studienteam betont.
„Zu diesem Zeitpunkt, vor 3,5 Milliarden Jahren, gab es auf der Erde bereits Leben“, sagt Ken Farley, Projektwissenschaftler des Rovers am Caltech. „Die grundlegende Frage ist, ob es zu diesem Zeitpunkt auch auf dem Mars Leben gab.“
Wenn wir die Proben zur Erde zurückbringen, können wir diese Frage vielleicht endlich beantworten, aber angesichts der Schwierigkeiten, die eine solche Rückholmission mit sich bringt, ist es vielleicht am besten, nichts zu überstürzen, sondern die Mission richtig durchzuführen, auch wenn sie mehr kostet und länger dauert. Die Proben warten schon seit 3,5 Milliarden Jahren auf dem Mars und ruhen dort. Sie werden noch ein paar Jahre warten können, bis wir bereit sind, sie zu holen.
Die Analyse der Flussdelta-Ablagerungen wurde am 14. August in der Zeitschrift AGU Advances der American Geophysical Union veröffentlicht.
