Uni Bern auf der Suche nach Leben im All

Die ESA-Mission Juice startete im April 2023 zum Jupiter, um dort bei drei Eismonden nach Spuren von Leben zu suchen. Die Astrophysikerin Audrey Vorburger spricht über die Beteiligung der Universität Bern an diesem Weltraumabenteuer.

Audrey Vorburger: Wir versuchen mit der Juice-Mission – Juice ist kurz für Jupiter Icy Moons Explorer – der europäischen Weltraumorganisation ESA herauszufinden, ob die eisigen Monde des Planeten Jupiter Lebensräume für mögliches Leben abseits der Erde beherbergen. Konkret tun wir das mit einem Set von zehn hochmodernen Instrumenten, worunter sich auch das an der Universität Bern entwickelte und gebaute Massenspektrometer NIM befindet. Die Aufgabe von NIM ist es, die chemische Zusammensetzung der Atmosphären der eisigen Monde von Jupiter zu bestimmen und damit Fragen nachzugehen wie: «Sind alle chemischen Bauteile für Leben gegeben?».

Die Frage nach Leben abseits der Erde beschäftigt die Menschheit seit langem. Die Suche hat sich lange auf das innere Sonnensystem, konkret den Planeten Mars, beschränkt. Seit die NASA-Mission Galileo jedoch in den 1990er-Jahren das äussere Sonnensystem besucht hat, wissen wir, dass es auch da draussen Welten gibt, die mögliche Lebensräume beherbergen könnten. Mit der Juice-Mission versuchen wir nun erstmals, dies zu bestätigen und den perfekten Kandidaten für eine Folge-Mission auszuwählen, mit der dann intensiv und fokussiert auch tatsächlich nach Leben gesucht werden kann.

Bei der Astrophysik handelt es sich wie bei vielen anderen Wissenschaftszweig um Grundlagenforschung. Wir gehen Fragen nach Ursprüngen und Zusammenhängen, Prozessen und Effekten nach. In diesem Sinn forschen wir um des Wissens willen. Das heisst aber natürlich nicht, dass unsere Forschung keinen direkten Nutzen für die Gesellschaft hat, im Gegenteil! Wie auch die Vision der Universität Bern sagt: «Wissen schafft Wert». So konstruieren wir im Zusammenhang mit diesen Missionen hochpräzise Messinstrumente, die unter Extrembedingungen funktionieren müssen. Die Wissenschaft und insbesondere die Weltraumforschung motivieren auch viele Jugendliche, sich den MINT-Fächern zuzuwenden, und im Rahmen unserer Projekte werden auch viele Ingenieurinnen und Ingenieure ausgebildet.

Was mich an meiner Forschung vor allem fasziniert, ist die Vielfalt an Welten in unserem Sonnensystem. So befinden sich im inneren Sonnensystem zum Beispiel die terrestrischen Planeten – Merkur, Venus, Erde und Mars –, die vor allem aus Gestein und Metall bestehen. Während die Venus eine sehr dichte und heisse Atmosphäre hat, die vor allem aus Kohlendioxid besteht, gibt es auf dem Mars Wasser in Form von gefrorenem Eis. Im äusseren Sonnensystem finden wir dann die Gas- und Eisriesen Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Auch diese werden von Monden umkreist, die wiederum kleine Welten sind. Jupiter zum Beispiel hat den Mond Io – den vulkanisch aktivsten Mond im ganzen Sonnensystem – und Europa, einen Mond, der unter seiner Eiskruste einen Ozean beherbergt, der doppelt so viel Wasser enthält wie alle Meere der Erde zusammen. Und mit Weltraummissionen können wir alle diese Welten vor Ort untersuchen.

Bei der Juice Mission gibt es zwei Arten von Herausforderungen: technische und wissenschaftliche. Die technischen Herausforderungen sind die extremen Umgebungsbedingungen, unter denen die Instrumente einwandfrei funktionieren müssen. Beispielsweise wird Juice bei seinem Vorbeiflug an der Venus, wo die Raumsonde Schwung holt, einer Aussentemperatur von plus 250 Grad Celsius ausgesetzt, während es im Jupiter-System minus 230 Grad Celsius kalt ist. Auch die hohe Strahlung beim Jupiter ist eine grosse Herausforderung, da sie die Instrumente beeinträchtigen kann. Aus wissenschaftlicher Sicht ist die Frage nach Leben abseits der Erde eine hochkomplexe, interdisziplinäre Frage, die wir durch Messungen mit verschiedensten Instrumenten zu beantworten versuchen.

Das Massenspektrometer NIM auf der Juice Mission wurde – wie die meisten klassischen Projekte der ESA – direkt durch die ESA gefördert. Der Schweizer Staat zahlt der ESA jährlich einen bestimmten Mitgliedsbeitrag, der dann in Form von Projekten und Aufträgen an die Schweiz zurückfliesst. So war es auch bei NIM. Die ESA hat hier vor allem die technische Entwicklung, also das technische Personal und die Baumaterialien finanziert. 80 Prozent der Aufträge und des Budgets flossen dabei direkt in die Schweizer Industrie. Auf der wissenschaftlichen Seite sowie für das Management von NIM wurden vor allem Stellen durch den Schweizerischen Nationalfonds finanziert.

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