MOMA - Mars Organic Molecule Analyser

MOMA - Mars Organic Molecule Analyser

MOMA ist ein gemeinsames Europäisches und US-amerikanisches Instrument, das als Teil der Nutzlast des ExoMars 2028 Rovers Gaschromatographie und Laserdesorption mit einem Ionenfallen-Massenspektrometer verbindet. Seine Aufgabe wird sein, Fragen aus den Bereichen der Astro- sowie Exobiologie zu beantworten. Speziell Untersuchungen zur Herkunft, Evolution und Verbreitung von Leben im Universum stehen hier im Vordergrund.

Wissenschaftliche Ziele

Das primäre Ziel von MOMA ist die Detektion von organischen Materialien, speziell auch refraktären organischen Substanzen, auf dem Mars. Im Erfolgsfall soll die Frage nach biotischen oder abiotischen Quellen der gefundenen Materie durch deren molekulare Identifikation in Hinblick auf Chiralität und isotopische Verbindungen erfolgen.

Gemeinsam mit den anderen analytischen Instrumenten der Nutzlast wird sich die Frage nach Leben auf dem Mars mit Hilfe der beiden Untersuchungsmethoden von MOMA (Laser Desorption Massenspektrometrie (LD-MS) und Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS)) klären lassen. Darüber hinaus werden neue wissenschaftliche Daten das Verständnis des Mars erweitern.

Das Instrument

Das MOMA Instrument bietet die Möglichkeit, Boden- sowie Gesteinsproben des Mars auf zwei verschiedene Arten zu untersuchen. Als erste Möglichkeit wird die gemahlene Probe in einen der MOMA Öfen gefüllt. Ca. 30 Öfen befinden sich auf einem drehbaren Karussell. Der gefüllte Ofen wird anschließend zur „Tapping Station“ gefahren und dort versiegelt. Das Erhitzen des Ofens auf bis zu 800°C bewirkt, dass alle flüchtigen Bestandteile der Probe verdampfen. Diese nun gasförmigen Bestandteile werden mit Hilfe eines Helium Gasstroms zum Gaschromatographen befördert. Nach der Analyse mit dem Gaschromatographen werden die Gase zum Massenspektrometer weitergeleitet, um dort weiter untersucht zu werden. Dies ist der sogenannte GC-MS Modus des Instruments.

Als zweite Untersuchungsmethode kann ein mehrfach verwendbarer Probenbehälter mit gemahlenem Probenmaterial gefüllt werden. Dieser Probenbehälter befindet sich ebenfalls auf dem Karussell. In diesem Fall wird ein frequenzvervierfachter Nd:YAG Laser dafür verwendet, einen Teil der Probenoberfläche zu desorbieren und zu ionisieren. Die hierbei erzeugten Ionen werden in das Massenspektrometer weitergeleitet und dort untersucht. Dies ist der LD-MS Modus des Instruments.