Kleine chip op zoek naar tekenen van buitenaards leven

Is er leven mogelijk of mogelijk geweest op andere planeten? De (Origin of) Life Marker Chip (LMC_OOL) gaat op zoek naar het antwoord. Hij wordt ontwikkeld door een Nederlands consortium onder leiding van Niels Ligterink van de TU Delft en is stukken kleiner en lichter dan concurrerende instrumenten. 

Zo’n dertig mensen werken de komende jaren aan de (Origin of) Life Marker Chip (LMC_OOL). De vinding laat zich het best omschrijven als een minuscuul, maar compleet laboratorium in de vorm van een soort computerchip. Die chip is ‘voorgeprogrammeerd’ om in vloeistoffen specifieke moleculen te herkennen. Moleculen die kunnen duiden op leven, zoals bijvoorbeeld aminozuren. 

“Je kunt onze chip het best vergelijken met een sleutelgat en het molecuul dat we zoeken is de sleutel. Omdat er maar één sleutel in het sleutelgat past, weten wij bij een detectie met onze chip bijna honderd procent zeker dat we het juiste molecuul hebben ‘gevangen’. Dit maakt ons laboratorium-op-een-chip revolutionair”, aldus Ligterink

Zoektocht naar leven kan lichter

Het idee voor de Life Marker Chip (LMC) werd ruim twintig jaar geleden al voorgedragen voor de Europese missie ExoMars. ESA koos uiteindelijk voor andere instrumenten op de missie, maar de consortiumpartners bleven enthousiast over het concept. Met financiële steun uit het NSO Instrumentenprogramma wordt het instrument nu doorontwikkeld, zodat het in de toekomst gebruikt kan worden op verschillende planetaire ruimtemissies.

Een van de grootste voordelen van de nieuwe LMC_OOL is zijn beperkte omvang en gewicht. De instrumenten die op dit moment op Mars zoeken naar leven zijn zo groot als een magnetron en wegen tien tot twintig kilo. De LMC_OOL heeft grofweg het formaat van een colablikje en weegt slechts 700 gram. In de ruimtevaart, waar elke kilo lanceergewicht telt, is de Nederlandse chip een goedkoop en tegelijkertijd geavanceerd alternatief.

Fotonica in space

Het hart van de LMC_OOL bestaat uit geïntegreerde fotonische chiptechnologie. Nederland heeft met deze technologie al veel ervaring opgedaan in medische toepassingen, maar in de ruimte heeft het nog niet gevlogen. Een belangrijke uitdaging ligt in het testen en gereedmaken van de chip voor gebruik in de ruimte.

In Delft wordt onderzocht onder welke omstandigheden – zoals extreme temperaturen, straling en vacuüm – de chip betrouwbaar blijft functioneren, en welke maatregelen nodig zijn om het systeem operationeel te houden tijdens de missie naar Enceladus. Hierbij komt de ervaring als Space Systems Engineer bij verschillende ruimtemissies van Vidhya Pallichadath goed van pas. “Door prototyping, testcampagnes en het verfijnen van het ontwerp verbeteren we het Technology Readiness Level (TRL) van het instrument”.

‘Hierbij is de steun van het NSO voor ons ontzettend belangrijk’, zegt Ligterink. ‘Dankzij het Instrumentenprogramma kunnen we LMC_OOL verder doorontwikkelen, zodat we als leverancier in aanmerking komen voor kleine en grote Europese ruimtemissies, zoals bijvoorbeeld een toekomstige missie naar de Saturnusmaan Enceladus.’

Zo’n dertig ingenieurs en wetenschappers van onder andere de TU Delft, Lionix, TNO en de universiteiten van Twente, Utrecht, Cranfield (UK), Leicester (UK), Colorado Boulder (USA) en de Open University (UK) werken de komende jaren aan LMC_OOL. Zij brengen de technologie van mooie plannen naar concrete blauwdrukken waarmee een prototype van een volledig instrument gebouwd kan worden. Ondertussen wordt de chip getest om de meest stabiele receptoren (sleutelgaten) te ontwikkelen en ze te testen onder heel verschillende, extreme omstandigheden.

Als de LMC_OOL daadwerkelijk naar Saturnus gaat, is dat op z’n vroegst over 25 jaar. Daarna duurt het nog eens tien jaar voordat de wetenschappelijke resultaten verwerkt zijn