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 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426601242

Mars und die Jupiter- und Saturnmonde (Europa und Enceladus) sind die nächsten Ziele auf der Suche nach Leben in unserem Sonnensystem. Die Detektion von Leben soll mit Hilfe verschiedenster Instrumente auf den zukünftigen Marsmissionen Mars2020 (NASA) und ExoMars2020 (ESA/ROSCOMOS) und 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 vorbereiten und die spektroskopischen Daten bestmöglich interpretieren zu können, ist ein umfassendes Wissen über mögliche habitable Umgebungen und potentiell detektierbare Biosignaturen von entscheidender Bedeutung. In den letzten Jahren demonstrierten umfassende Feld- und Laborstudien die Fähigkeiten dieser Methoden Mars relevante, mineralogische und biologische Proben zu analysieren. Weniger umfangreich wurde untersucht, wie sich mögliche Biosignaturen unter dem Einfluss von mars- oder weltraumähnlichen Bedingungen verändern. Das Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist daher, unser Wissen über potentielle Biosignaturen von Extremophilen in mars- und eismondähnlichen Umgebungen, die mit Ramanspektroskopie detektierbar sind, zu erweitern und darüber hinaus zu untersuchen, inwieweit sich deren Spuren und Überreste in planetaren Umgebungen nachweisen lassen. Der Zugang zu biologischen Proben, die sowohl realen als auch simulierten Weltraumbedingungen ähnlich denen auf dem Mars oder den Eismonden ausgesetzt waren, wird im Rahmen der ESA Projekte BIOMEX und BIOSIGN ermöglicht, wobei das Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) beide Projekte leitet. Des Weiteren werden wir zum ersten Mal in der Lage sein den Einfluss von weltraum- oder marsähnlichen Bedingungen auf die gemessenen Ramanspektren zu analysieren. Dazu werden die weltweit einzigartigen Simulationskammern im DLR und den Partnerinstituten des nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung (CNRS: Centre National de la Recherche Scientifique) in Orléans (Frankreich) genutzt. Diese ermöglichen es uns, das Überlebenspotential ausgewählter Biosignaturen während UV Bestrahlung oder hochenergetischer Teilchenbestrahlung zu untersuchen. Das vorgeschlagene Projekt wird von bereits verfügbaren Infrastrukturen, Proben, Kollaborationen und Instrumenten des DLR, des CNRS und den verschiedenen laufenden Projekten und Experimenten profitieren. Die Identifikation und Charakterisierung von zahlreichen möglichen Organismen und Biosignaturen wird mit verschiedenen Ramaninstrumenten erfolgen. Diese neuartige Arbeit ist von äußerster Bedeutung, um zukünftige Weltraummissionen, wie etwa die bevorstehenden robotischen Missionen zum Mars, auf der Suche nach Leben in unserem Sonnensystem zu unterstützen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr.-Ing. Aurélien Canizarès; Dr.-Ing. Frédéric Foucher; Dr. Thomas Georgelin; Dr. Patrick Simon; Dr. Frances Westall