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Raman Biosignaturen für Astrobiologische Raumfahrtmissionen

Antragsteller Dr.-Ing. Mickael Baqué
Fachliche Zuordnung Astrophysik und Astronomie
Biophysik
Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
Förderung Förderung von 2019 bis 2024
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426601242
 
Erstellungsjahr 2022

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Mars und die Jupiter- und Saturnmonde (Europa und Enceladus) sind herausfordernde Ziele auf der Suche nach Leben in unserem Sonnensystem. Die Detektion von Leben soll mit Hilfe verschiedener Instrumente auf den aktuelle Marsmissionen Mars2020 (NASA) und zukünftigen ExoMars (ESA) sowie möglichen weiteren Missionen realisiert werden. Besonders Raman- und Infrarotspektroskopie sind dabei vielversprechende Methoden, da sie sowohl Informationen über die mineralogische Zusammensetzung geben als auch Biosignaturen identifizieren können. Um zukünftige Missionen zur Detektion von Leben optimal vorzubereiten und die spektroskopischen Daten bestmöglich interpretieren zu können, ist ein umfassendes Wissen über mögliche habitable Umgebungen und potentiell detektierbare Biosignaturen von entscheidender Bedeutung. Das RaBioFAM-Projekt (Raman Biosignaturen für astrobiologische Raumfahrtmissionen) untersuchte daher die Fähigkeiten von Raman- Spektroskopie-Instrumenten zum Nachweis von Lebensspuren in außerirdischen Umgebungen. Von der Charakterisierung von Extremophilen aus analogen Feldstudien über künstliche Proben isolierter Biomolekülmodelle bis hin zu Proben, die realen und simulierten Mars- und Weltraumbedingungen ausgesetzt waren, haben wir aufregende und sehr nützliche Ergebnisse gesammelt, die aktuelle und zukünftige Missionen zum Mars und darüber hinaus unterstützen. Vor und während dieses Projekts sind mehrere Feldkampagnen in der Atacama-Wüste, in isländischen und azorischen Lavaröhren sowie auf der Insel Vulcano erfolgt. Durch die Verwendung tragbarer Instrumente mit Detektionsfähigkeiten im gleichen Bereich wie Weltrauminstrumente haben wir gezeigt, dass nachweisbare Spuren von Leben selten, aber unter diesen rauen Bedingungen, vorhanden sind. Der Vergleich der Ergebnisse mit Labormessungen ist wichtig, um aktuelle und zukünftige Missionen über die besten potenziellen Kandidatenmatrizen oder -einstellungen für die Erhaltung von Lebensspuren zu informieren. Während dieses Projekts habe ich die Analyse der Messungen des Weltraumexpositionsexperiments BIOMEX mit statistischen und chemometrischen Methoden durchgeführt. Dadurch war ich in der Lage, die Erhaltung von Raman-Signalen von Modell-Biosignaturen zu quantifizieren, die Mars-simulierten Bedingungen im Weltraum ausgesetzt waren. Wir haben gezeigt, dass selbst auf den UV-bestrahlten Proben noch spektrale Signaturen des Lebens nachweisbar waren, aber in sehr geringer Zahl, während die UV-geschützten Proben, die den Untergrund des Mars simulierten, das beste Konservierungspotential aufwiesen. Eines der wichtigsten innovativen Ziele dieses Projekts war die Verfolgung von Raman-Signaturen von Modell-Biosignaturen in situ während Bestrahlungsexperimenten in Zusammenarbeit mit dem CNRS Orléans. Ein Proof-of-Concept-Artikel wurde veröffentlicht, in dem Polymere als Testproben verwendet wurden, und es fanden mehrere Bestrahlungskampagnen mit Biomolekülen statt, die zur Verbesserung des Systems führten.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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