Na Marsie jest woda. Nie tylko lód czy śnieg, ale płynna, płynąca woda. Jest słona i trudno ją znaleźć, ale wciąż jest jednym z głównych składników potrzebnych do życia na Ziemi - i chociaż Czerwona Planeta nie jest najbardziej przyjaznym miejscem do życia, naukowcy uważają, że ma szansę. Być może organizmy jednokomórkowe ukrywają się gdzieś na Marsie. Jeśli chcemy je znaleźć, musimy szukać miejsc, w których najprawdopodobniej się znajdują. Według NASA musimy „podążać za wodą”.
Problem polega na tym, że większość statków kosmicznych na Marsie nie może „podążać za wodą”, ponieważ nie są wystarczająco czyste, aby dostać się do wilgotnych i ciepłych „specjalnych obszarów”, w których życie ma największe szanse na zakorzenienie. „Obszary specjalne” są określane przez Międzynarodową Radę Naukową Komitetu Badań Kosmicznych zgodnie z ich polityką obrony planetarnej. Logika jest taka, że jeśli wyślemy brudny statek kosmiczny do jednego z tych „specjalnych obszarów”, ziemskie mikroby mogą się tam rozmnażać, zanieczyszczać Marsa i sprawić, że kiedy znajdziemy życie mikrobiologiczne na Marsie, nie będziemy wiedzieć, czy pochodzi on z Marsa, czy jest sprowadzony z ziemi?
Jeśli NASA poważnie myśli o wysyłaniu astronautów na Czerwoną Planetę w latach trzydziestych XX wieku, ważne będzie, aby agencja uzyskała odpowiedź tak lub nie na to odwieczne pytanie, zanim ludzie pojawią się na Marsie i wywołają bałagan. Tak, prawdopodobnie skaziliśmy już Marsa w pewnym stopniu naszym poprzednim statkiem kosmicznym, ale sterylizacja ludzi jest znacznie trudniejsza niż maszyn.
„Gdy wyślemy ludzi na Marsa, bardzo, bardzo trudno będzie uniknąć zanieczyszczenia” - powiedział Nilton Renno, inżynier i astrobiolog z Michigan State University. „Ludzie przyniosą ze sobą ogromne ilości mikrobów”. Ponadto „jeśli ludzie polecą na Marsa, będą chcieli poznać najciekawsze regiony”. Jak te z wodą.
Obecnie jedyną misją, która może przetestować Marsa przed przybyciem astronautów w latach trzydziestych XX wieku, jest łazik Mars 2020 i nie można go dokładnie wysterylizować, aby dostać się do obszarów, w których prawdopodobnie ukrywa się marsjańskie życie. …
Nie powinniśmy już jej znaleźć?
W latach 70. lądownik Wikingów był pierwszym statkiem kosmicznym NASA, który wylądował na powierzchni Marsa, a także pierwszym, który próbował znaleźć życie na tej planecie. Odpowiedź, którą nam przesłali, okazała się bardzo rozczarowująca: może. Jeden z eksperymentów ujawnił aktywność metaboliczną, podczas gdy w innych nie znaleziono materiałów organicznych - czyli tych, które tworzą stworzenia na Ziemi.
Film promocyjny:
Kiedy nagłówki „Na Marsie jest życie” blakły, nastąpiła 15-letnia przerwa w eksploracji Marsa. Ludzie po prostu nie widzieli sensu marnowania pieniędzy na kiepskie eksperymenty.
Kiedy NASA w końcu wznowiła eksplorację Marsa, agencja przyjęła mniej bezpośrednie podejście: zamiast szukać życia, statki kosmiczne zaczęły szukać warunków, w których życie mogłoby zagnieździć się w przeszłości lub obecnie. Na przykład celem łazika Curiosity było „oszacowanie, czy na Marsie było kiedyś środowisko zdolne do podtrzymywania małych form życia zwanych mikrobami”.
W 2011 roku zespół naukowców zasugerował, że Wikingowie rzeczywiście mogli odkryć materiał organiczny na Marsie. Skoro NASA nigdy wcześniej nie była na Marsie, skąd wiadomo, że marsjańska gleba jest bogata w nadchlorany, które rozkładają substancje organiczne? Naukowcy powiedzieli, że materia organiczna, która została odpisana jako zanieczyszczenie ziemskie, to w rzeczywistości skremowane próbki marsjańskiej materii organicznej. Nie ma gwarancji życia na Marsie, ale jeśli istnieje materia organiczna, szanse na życie rosną wraz z nią.
Żeby znów było jasne, Mars to trudne miejsce. Jest zimno i nie ma ucieczki przed szkodliwym promieniowaniem. Ale gleba Marsa ma obiecujący skład chemiczny, który sugeruje, że drobnoustroje żują pożywienie, a lód wodny jest obecny zarówno na biegunach, jak i pod ziemią. Na Ziemi, prawie wszędzie tam, gdzie jest woda, jest życie.
„Niebezpieczne zanieczyszczenie”
Kiedy w 1967 roku podpisano traktat kosmiczny, kraje uzgodniły, że badając Księżyc i inne ciała niebieskie, „unikną niebezpiecznego zanieczyszczenia, a także niekorzystnych zmian w środowisku ziemskim w wyniku wprowadzenia materii pozaziemskiej”.
Wyrażenie „unikaj niebezpiecznego skażenia” jest otwarte na interpretację. Nie wiemy, czy na Marsie istnieje życie ani jak nasze mikroby mogą na nie wpływać.
Międzynarodowe organizacje naukowe zdecydowały, że testowanie Marsa na całe życie nie jest absolutnym warunkiem wysłania astronautów, ale to dobry pomysł.
„Nie było zgody co do tego, czy powinniśmy to zrobić” - mówi Katharina Conley, specjalista ds. Obrony planetarnej w NASA.
Jeśli na Marsie istnieje życie, a my o tym nie wiemy, możemy zagrozić naszej własnej biologii - na Ziemi przenoszenie gatunków z jednego regionu do drugiego może być katastrofalne. Co się stanie, jeśli przypadkowo przeniesiemy gatunki inwazyjne przez przestrzeń międzyplanetarną? Podobnie życie na Marsie może zagrozić Ziemi i / lub zdrowiu naszych astronautów.
„Jeśli nie mamy informacji, nie będziemy wiedzieć o konsekwencjach” - mówi Conley. „Bezpieczniej jest odkrywać miejsca, gdy wiesz o nich więcej”.
Surowe wymagania
Misja Viking wyznaczyła standard czystości statków kosmicznych. W tamtym czasie naukowcy spodziewali się znaleźć życie na Marsie, więc lądownik był dezynfekowany i ogrzewany w temperaturze do 130 stopni Celsjusza przez dłuższy czas. Przyszłe statki kosmiczne, które będą poszukiwać życia, również przejdą podobną procedurę pieczenia - co oznacza, że będą musiały być wcześniej odporne na takie temperatury. Takie czyszczenie miało zmniejszyć liczbę drobnoustrojów na pokładzie urządzenia do 30.
Dzisiaj, przed wyruszeniem w kosmos, statek kosmiczny ma do czynienia ze stosunkowo prostymi metodami sterylizacji, w tym obróbką chemiczną i promieniami ultrafioletowymi. Mimo to Curiosity może przewozić nawet 300 000 bakteryjnych autostopowiczów. Jednak aby statek kosmiczny mógł wejść do jednego ze „specjalnych regionów” Marsa, inżynierowie będą musieli zmniejszyć tę liczbę do 30. Mówią, że jest to kosztowne i czasochłonne. Ale inni twierdzą, że surowe wymagania są konieczne, aby uniknąć kwestionowania eksploracji samego Marsa.
Ostrożna sterylizacja statku kosmicznego znacznie zwiększy koszt misji. Około dekady temu NASA i Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) stwierdziły, że wyposażenie łazików Spirit i Opportunity w materiały odporne na ciepło, które pozwoliłyby im przetrwać sterylizację termiczną, kosztowałoby 100 milionów dolarów. Jednak Conley zauważa, że proces ten będzie tańszy w przypadku projektów, które pierwotnie były przeznaczone do ultrasterylizacji.
„Będzie musiał być czyszczony przez cały okres użytkowania”, mówi Renno, od momentu, w którym inżynierowie zmontują statek kosmiczny w czystym pomieszczeniu, do momentu przymocowania go do rakiety. Rakieta będzie również wymagała dezynfekcji. "Będziemy musieli się upewnić, że droga z laboratorium na Marsa jest wolna."
Łazik ExoMars ESA wyląduje na Marsie w 2018 roku w celu poszukiwania biomarkerów, które mogą wskazywać na życie w przeszłości lub obecnie. Łazik Mars 2020 zostanie zwodowany za pięć lat; będzie musiał zebrać próbki marsjańskiej gleby, które zostaną następnie zebrane przez nieokreśloną misję, aby zwrócić próbki z powrotem na Ziemię, gdzie naukowcy będą mogli przetestować je pod kątem życia. Jednak ani ExoMars, ani Mars 2020 nie będą wystarczająco czyste, aby podróżować do specjalnego regionu, a jest już za późno, aby myśleć o ich ulepszeniu.
„To, czego nigdy nie można zastąpić, to czas” - mówi Conley. Ponadto modernizacja ma jeszcze jedną wadę: „Kiedy coś zmieniasz, niekoniecznie będą one działać tak, jak wcześniej”.
Zatem wyniki, które powrócą do nas te urządzenia, będą sprzeczne; odkrycie życia na Marsie może być fałszywie pozytywne, spowodowane przez zanieczyszczenia ziemskie, a wynik negatywny niewiele powie, ponieważ nie szukaliśmy miejsc, w których mogłoby istnieć życie.
„Wydaje się bezcelowe kierowanie misji poszukujących życia na„ obszary inne niż specjalne”, jeśli„ obszary specjalne”są miejscami o podwyższonym znaczeniu dla możliwego życia” - mówi planetolog z NASA Chris McKay.
Renno zgadza się. „Jeśli szukamy życia, powinniśmy iść tam, gdzie jest najbardziej prawdopodobne”.
Lepsze alternatywy
NASA nie ma obecnie zaplanowanej misji wykrywania życia - przynajmniej takiej, która udałaby się do „specjalnego obszaru”. Na szczęście jest jeszcze czas, zanim ludzie pojawią się na Czerwonej Planecie - prawdopodobnie w latach trzydziestych XX wieku.
„Nie jest trudno skierować misję na konkretny obszar” - mówi McKay. „Istnieją specjalne wymagania i misja musi być z nimi skorelowana”.
Jedną z proponowanych misji jest Icebreaker, „Icebreaker”, który będzie wiercić na północnym biegunie Marsa, gdzie pozostałości starożytnego życia mogą być zachowane w lodzie. Pod przywództwem McKaya misja początkowo miała być przeznaczona do sterylizacji i bezpośredniego poszukiwania życia w określonych obszarach. Jeśli jego finansowanie zostanie zatwierdzone, może rozpocząć się już w 2020 roku za 450 milionów dolarów plus koszty uruchomienia.
Inna odważna (BOLD, jak sugeruje nazwa misji) propozycja, Biological Oxidant and Life Detection, wysłałaby sześć małych sond do poszukiwania życia na Marsie. Kiedy misja została zaproponowana kilka lat temu, naukowcy obliczyli, że już w 2018 r. Może kosztować mniej niż 300 milionów dolarów. To prawda, że nie sprecyzowali, czy te statki kosmiczne zostaną zwolnione do wejścia na specjalne obszary.
Oczywiście statki kosmiczne mogą być wykonane z zaawansowanych materiałów, które mogą przetrwać pieczenie podczas procedur sterylizacji, mówi Conley. Wiele wojskowej elektroniki działa w temperaturach używanych do czyszczenia Wikinga. Ale proces ten wymaga szczególnej uwagi, ponieważ materiały mogą rozszerzać się lub kurczyć, a nawet całkowicie pękać pod wpływem silnego ciepła.
Oczywiście projektowanie elementów statku kosmicznego to tylko jeden z elementów organizacji misji poszukiwania życia. Może być jeszcze trudniej zdecydować, który sposób znajdowania życia jest lepszy od innych - czy powinniśmy szukać życia w oparciu o DNA, czy też życie na Marsie może być zupełnie inne niż nasza biologia? Naukowcy wciąż debatują, czy Wikingowie odkryli życie na Marsie w 1976 roku. Jeśli chcemy wysłać ludzi na Marsa w latach trzydziestych XX wieku, nie możemy spędzić kolejnych 40 lat na kłótniach.
ILYA KHEL