Buitenaards leven vinden met een chip

Hoe werkt een laboratoriumchip? Een lab-on-a-chip bevat piepkleine kanaaltjes waar vloeistof doorheen stroomt. Onderweg komt de vloeistof langs verschillende stationnetjes, waar bijvoorbeeld iets gemeten, gemengd of gescheiden kan worden. Net als in een groot lab maar dan op microschaal.

In het geval van Niels Ligterinks Life Marker Chip stroomt de vloeistof langs sensoren die reageren op de aanwezigheid van specifieke moleculen, zoals aminozuren, de bouwblokken van leven. Ligterink: “Je kunt het vergelijken met een sleutelgat. Het molecuul dat we zoeken is de sleutel en zodra die in het slot gaat, detecteren wij het molecuul.”

Klein, kleiner, kleinst

Het kost ongeveer een ton om een kilo materiaal diep de ruimte in te sturen. Dus hoe kleiner en lichter een instrument is, hoe beter. De losse chip de ruimte insturen, is niet genoeg. Er is ook apparatuur nodig om de chip van stroom te voorzien en de metingen door te sturen. Uiteindelijk verwacht Ligterink dat het hele instrument zo’n 700 gram zal wegen, en niet groter is dan een colablikje.

Ligterink werkt niet alleen. Hij doet zijn onderzoek met een consortium van instituten en bedrijven. Onlangs ontvingen ze 7 ton subsidie van het Netherlands Space Office. In de samenwerking is al een versie van de chip ontwikkeld. Op dit moment wordt het chemisch-biologische deel van de chip getest bij de Universiteit Twente.

Begin volgend jaar starten de metingen in Delft om de chip geschikt te maken voor de harde omstandigheden in de ruimte. Denk aan de trillingen van de raketlancering, reizen door vacuüm, het effect van de straling op het materiaal en de vloeistoffen in de chip, en de extreme temperaturen in de ruimte.

Efficiënt smelten

Stel dat het lukt om de chip het zonnestelsel in te sturen, hoe kun je daar dan aliens mee opsporen? Ligterink legt lachend uit dat het niet nodig is dat er aliens precies in het venstertje van de chip kwijlen. Het plan is om te landen op bijvoorbeeld Enceladus, een ijsmaan van Saturnus die als kanshebber gezien wordt van buitenaards leven.

Ter plekke moet het instrument dan het ijzige oppervlak een klein beetje smelten. Dit ‘smeltwater’, waar mogelijk chemische indicatoren van buitenaards leven in zitten, moet vervolgens in de chip terechtkomen. “Komend jaar zal een student onderzoeken hoe je ijs zo efficiënt mogelijk kunt laten smelten. Apart onderzoek in een tijd van klimaatverandering en smeltende poolkappen, maar noodzakelijk om dit ruimte-instrument te laten werken.”

Ligterink hoopt dat richting 2030 de eerste tests in een baan om de aarde kunnen plaatsvinden. “Dit instrument kan dan kleine experimenten uitvoeren, bijvoorbeeld voor medisch onderzoek of hoe biologische systemen reageren op de omstandigheden in de ruimte.” De reis naar Enceladus en de zoektocht naar buitenaards leven laat nog even op zich wachten. “Het duurt nog minstens dertig jaar voor we daar echte wetenschappelijke data vandaan hebben. Maar we gaan er wel voor!”