ยานพาหนะสำรวจคิวริออซิตี ซึ่งดำเนินการโดย NASA ได้ระบุโมเลกุลอินทรีย์ที่แตกต่างกันจำนวน 21 โมเลกุลในตัวอย่างหินที่เก็บมาจากพื้นผิวดาวอังคาร วัสดุที่วิเคราะห์ตั้งอยู่ในภูมิภาคที่เรียกว่า Glen Torridon ซึ่งอยู่ภายใน Gale Crater ในบรรดาองค์ประกอบทางเคมีที่พบในเครื่องมือบนเรือ สารประกอบ 7 ชนิดไม่เคยถูกบันทึกไว้บนดาวเคราะห์สีแดงมาก่อน การค้นพบนี้ถือเป็นก้าวสำคัญในการสำรวจอวกาศและขยายความเข้าใจเกี่ยวกับองค์ประกอบทางธรณีวิทยาของดาวอังคาร
การระบุตัวตนเกิดขึ้นโดยใช้เทคนิคเคมีเปียก ซึ่งนำไปใช้ในลักษณะที่ไม่เคยมีมาก่อนบนดาวเคราะห์ดวงอื่น ผลการวิจัยทางวิทยาศาสตร์มีรายละเอียดอยู่ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications ตัวอย่างที่เป็นต้นตอของข้อมูลนี้สกัดจากชั้นหินชื่อแมรี แอนนิ่ง ซึ่งสร้างขึ้นเพื่อรำลึกถึงนักบรรพชีวินวิทยาชาวอังกฤษผู้บุกเบิกแห่งศตวรรษที่ 19 การค้นพบนี้ตอกย้ำทฤษฎีเกี่ยวกับอดีตที่เปียกชื้นและอาจเอื้ออาศัยได้ของเทห์ฟากฟ้าใกล้โลก
การขุดเจาะบริเวณทะเลสาบโบราณเผยให้เห็นวัสดุที่เก็บรักษาไว้
อุปกรณ์ดังกล่าวลงจอดที่ Gale Crater ในปี 2555 และตั้งแต่นั้นมา ก็ได้ไต่ขึ้นสู่ Mount Sharp อย่างต่อเนื่อง วัตถุประสงค์หลักของวิถีนี้เกี่ยวข้องกับการศึกษารายละเอียดชั้นทางธรณีวิทยาซึ่งมีหลักฐานว่ามีน้ำอยู่ในยุคห่างไกล หิน Mary Anning ตั้งอยู่ในพื้นที่ Glen Torridon พอดี ซึ่งเป็นแอ่งที่เกิดจากตะกอนที่สะสมอยู่ที่ก้นทะเลสาบที่เหือดแห้งเมื่อหลายพันล้านปีก่อน
หุ่นยนต์ได้เจาะเข้าไปในชั้นหินทรายที่อุดมไปด้วยแร่ธาตุดินเหนียวเพื่อให้ได้เอกสารการศึกษา หลังจากการสกัดด้วยกลไก ระบบจะบดขยี้หินและนำผงที่ได้ไปยังเครื่องมือวิเคราะห์ภายในของยานพาหนะ อุปกรณ์นี้จะให้ความร้อนตัวอย่างจนถึงอุณหภูมิที่สูงมากและตรวจสอบก๊าซที่ปล่อยออกมาในระหว่างกระบวนการเผาไหม้ที่ได้รับการควบคุมอย่างละเอียด
ทีมวิทยาศาสตร์ที่รับผิดชอบภารกิจนี้เน้นย้ำว่าวิธีการที่นำมาใช้ช่วยให้สามารถสลายโมเลกุลขนาดใหญ่ได้ การกระจายตัวของสารเคมีนี้อำนวยความสะดวกในการระบุส่วนประกอบที่ยากต่อการตรวจจับด้วยวิธีการสแกนแบบเดิมๆ ความสำเร็จของปฏิบัติการแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการปรับตัวของเครื่องมือที่ส่งขึ้นสู่อวกาศ
การใช้สารเคมีจะปล่อยสารประกอบโบราณออกมา
ห้องปฏิบัติการแบบพกพาของยานพาหนะใช้รีเอเจนต์เฉพาะ เตตระเมทิลแอมโมเนียม ไฮดรอกไซด์ ในการประมวลผลฝุ่นหิน สารละลายนี้ทำหน้าที่ละลายตัวอย่างและปล่อยโมเลกุลอินทรีย์ที่ยังคงติดอยู่ในโครงสร้างแร่เป็นเวลาหลายพันล้านปี กระบวนการทางกายภาพเกิดขึ้นในปี 2020 แต่ความซับซ้อนของข้อมูลต้องใช้เวลาหลายปีในการวิเคราะห์ก่อนที่จะเผยแพร่ผลลัพธ์อย่างเป็นทางการ
สารประกอบที่เปิดเผยโดยเซ็นเซอร์ ได้แก่ ไนโตรเจนเฮเทอโรไซคลิก ซึ่งเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งก่อตัวเป็นวงแหวนคาร์บอนและไนโตรเจน ในชีววิทยาภาคพื้นดิน การก่อตัวเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นพื้นฐานของกรดนิวคลีอิก เช่น RNA และ DNA กลุ่มโมเลกุลเจ็ดโมเลกุลซึ่งรวมถึงเบนโซไทโอฟีน ปรากฏตัวครั้งแรกในบันทึกที่ส่งจากพื้นผิวดาวอังคารไปยังศูนย์ควบคุม
เบนโซไทโอฟีนมีคาร์บอนและซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบพื้นฐาน ธาตุเดียวกันนี้มักพบในอุกกาบาตที่ทะลุชั้นบรรยากาศและไปถึงดินโลก การทดสอบในห้องปฏิบัติการโดยใช้ชิ้นส่วนของอุกกาบาตเมอร์ชิสัน ที่ถูกค้นพบในออสเตรเลียในช่วงปลายทศวรรษ 1960 แสดงให้เห็นลักษณะทางเคมีที่คล้ายคลึงกับที่หุ่นยนต์ตรวจพบในปัจจุบันมาก
สภาพทางธรณีวิทยาใน Gale Crater เอื้อต่อการค้นพบ
รังสีดวงอาทิตย์และคอสมิกที่ไปถึงดาวอังคารมีความเข้มข้นพอที่จะทำลายสารประกอบอินทรีย์ที่สัมผัสบนพื้นผิวได้ แม้จะมีสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตรสูง แต่โมเลกุลก็สามารถอยู่รอดได้ประมาณสามพันล้านปีในชั้นใต้ดินตื้น ๆ ปัจจัยนี้พิสูจน์ว่าดาวเคราะห์มีความสามารถในการอนุรักษ์วัตถุโบราณภายใต้สภาพทางธรณีวิทยาที่เอื้ออำนวย
การเลือกสถานที่ลงจอดและการสำรวจขึ้นอยู่กับเกณฑ์ศักยภาพทางวิทยาศาสตร์ที่เข้มงวด ภูมิภาคนี้มีลักษณะเฉพาะที่แสดงให้เห็นถึงการมุ่งเน้นอย่างต่อเนื่องของการสำรวจอวกาศ:
- การมีอยู่ของหินโคลนที่เกิดจากการค่อยๆ ขจัดออกอย่างต่อเนื่องในสภาพแวดล้อมของทะเลสาบโบราณ
- การสะสมของหินทรายที่เกิดจากการกระทำเชิงกลของกระแสน้ำในแม่น้ำ
- การเก็บรักษาหลักฐานทางกายภาพเกี่ยวกับวัฏจักรน้ำท่วมและความแห้งแล้งที่รุนแรง
- ความน่าจะเป็นสูงที่จะอนุรักษ์สารประกอบเคมีที่ซับซ้อนภายในหิน
นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าดาวเคราะห์ใกล้เคียงมีคุณสมบัติที่จำเป็นในการดำรงชีวิตของจุลินทรีย์ในอดีตอันไกลโพ้น การยืนยันถึงน้ำของเหลวในอดีตที่เติมเข้าไปในแร่ธาตุหลากหลายชนิดและสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อน ช่วยเสริมสมมติฐานเรื่องความสามารถในการอยู่อาศัยให้แข็งแกร่งขึ้น อย่างไรก็ตาม ต้นกำเนิดที่แน่นอนของโมเลกุลเหล่านี้ยังคงไม่ทราบแน่ชัด และอาจปรากฏขึ้นในสภาพแวดล้อมของดาวอังคารหรือมาถึงโดยการชนของดาวเคราะห์น้อย
เครื่องมือขั้นสูงจะนำทางอนาคตของการสำรวจอวกาศ
ห้องปฏิบัติการภายในของ Curiosity ผสมผสานฟังก์ชันของเตาอบ โครมาโตกราฟี และแมสสเปกโตรมิเตอร์เข้าด้วยกันในพื้นที่ทางกายภาพที่เล็กมาก ระบบจะจับและวิเคราะห์ก๊าซที่ปล่อยออกมาจากความร้อนจัดหรือปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดจากรีเอเจนต์ที่ขนส่งจากโลก การดำเนินการเคมีเปียกบนวัตถุท้องฟ้าอื่นที่ประสบความสำเร็จทำให้เกิดมาตรฐานทางเทคโนโลยีใหม่สำหรับภารกิจระหว่างดาวเคราะห์ในอนาคต
ยานพาหนะสำรวจยังคงเดินทางต่อไปบนทางลาดชันของ Mount Sharp อย่างต่อเนื่อง เครื่องจักรหุ่นยนต์รวบรวมข้อมูลรายวันเกี่ยวกับองค์ประกอบทางแร่วิทยาของดิน ความแปรผันของสภาพอากาศโบราณ และสัญญาณที่เป็นไปได้ของกิจกรรมทางเคมีพรีไบโอติกที่ถูกบันทึกไว้ในหิน การวางแผนดั้งเดิมขององค์การอวกาศอเมริกาเหนือเรียกร้องให้ดำเนินการอย่างต่อเนื่องเพียงสองปี แต่ความต้านทานที่ยอดเยี่ยมของอุปกรณ์ได้ขยายภารกิจออกไปนานกว่าทศวรรษ
ผู้เชี่ยวชาญในภาคการบินและอวกาศวางแผนที่จะอ้างอิงผลการวิจัยในปัจจุบันด้วยตัวอย่างที่รวบรวมโดยยานพาหนะ Perseverance ซึ่งทำงานพร้อมกันในพื้นที่ทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกันของดาวอังคาร เป้าหมายระยะยาวของหน่วยงานระหว่างประเทศเกี่ยวข้องกับการพัฒนาและส่งภารกิจที่ซับซ้อนซึ่งสามารถนำวัสดุทางกายภาพนี้กลับไปยังห้องปฏิบัติการของโลกได้ การวิเคราะห์บนโลกจะช่วยให้สามารถใช้อุปกรณ์ขนาดยักษ์ที่ไม่สามารถปล่อยสู่อวกาศได้
การค้นพบเมื่อเร็วๆ นี้ไม่ได้ยืนยันถึงการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตในอดีตบนดาวเคราะห์สีแดงได้อย่างชัดเจน มันแสดงให้เห็นอย่างไม่ต้องสงสัยว่ากลุ่มอาคารที่ซับซ้อนอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมของดาวอังคารที่ไม่เป็นมิตรตลอดยุคทางธรณีวิทยาทั้งหมด ข้อเท็จจริงนี้ขยายมุมมองสำหรับการวิจัยอวกาศในระยะต่อไป และนำความพยายามทางวิทยาศาสตร์ไปยังพื้นที่เฉพาะที่การอนุรักษ์สารเคมีมีแนวโน้มมากที่สุด