2015. aastal ütles tollane NASA juhtivteadlane Ellen Stofan, et "ma usun, et meil on järgmisel kümnendil tugevaid märke elust väljaspool Maad ja kindlaid tõendeid järgmise 10 kuni 20 aasta jooksul". Kuna Marsil ja välimises Päikesesüsteemis on kavandatud mitu missiooni (varasema ja praeguse elu kohta) tõendite otsimiseks, tundub see vaevalt ebareaalne hinnang.
Kuid muidugi pole elutõendite leidmine lihtne ülesanne. Lisaks saastumise probleemidele on ka ekstreemsetes keskkondades töötamisega kaasnevad ohud ja ohud - millega päikesesüsteemi elu otsimine kindlasti kaasneb. Kõik need probleemid tõstatati uuel FISO konverentsil pealkirjaga „Elu avastamise kohapealse sekkumise suunas“, mille korraldaja oli MIT Christopher Carr.
Carr on teadlane MIT-i maakera, atmosfääri- ja planeediteaduste osakonnas (EAPS) ja teadur Molakulaarbioloogia osakonnas Massachusettsi üldhaiglas. Ligi 20 aastat on ta pühendunud elu uurimisele ja selle otsimisele teistel planeetidel. Seetõttu on ta ka Maapealsete genoomide otsingu (SETG) teaduse peamine uurija (PI).
Dr Maria T. Zuber - MITi geofüüsika professor E. A. Griswold ja EAPSi juht - hõlmab SETGi taga asuvasse interdistsiplinaarsesse rühma MIT, Caltechi, Browni ülikooli, arvardi ja Claremonti biosolutsioonide teadlasi ja teadlasi. NASA toel on SETG-meeskond töötanud sellise süsteemi väljatöötamise nimel, mis võimaldab kohapeal elu kontrollida.
Tutvustades maapealse elu otsinguid, kirjeldas Carr põhikäsitlust järgmiselt:
„Me võiksime elu otsida, kui me seda ei tea. Kuid ma arvan, et on oluline alustada elust kui me teame seda - nii elu omaduste kui ka elu tunnuste väljavõtmiseks ja kaalumiseks, kas peaksime otsima elu ka sellisena, nagu me seda tunneme, otsides elu ka väljaspool Maad. "
Selle eesmärgi nimel soovib SETG meeskond kasutada in situ bioloogiliste testide hiljutisi arenguid, et luua instrument, mida saaks kasutada robotmissioonidel. Need arengud hõlmavad kaasaskantavate DNA / RNA testimisseadmete, näiteks MinION, loomist ja biomolekulide sekventseri uurimist. Astronaut Kate Rubini poolt 2016. aastal läbi viidud see oli kõigi aegade esimene DNA sekveneerimine rahvusvahelise kosmosejaama pardal.
Nendele ja eelseisvale programmile "Geenid kosmoses" - mis võimaldab ISS-meeskondadel DNA-proove kohapeal järjestada ja uurida - kavatseb SETG meeskond luua vahendi, mis suudaks isoleerida, tuvastada ja klassifitseerida mis tahes DNA- või RNA-põhiseid organisme maapealses keskkonnas. Protsessi käigus võimaldab see teadlastel katsetada hüpoteesi, et elu Marsil ja muudes Päikesesüsteemi kohtades (kui see on olemas) on seotud eluga Maal.
Selle hüpoteesi lammutamiseks on laialt aktsepteeritud teooria, et keerukate orgaaniliste ainete - mis hõlmavad nukleobaase ja riboosi prekursoreid - süntees toimus Päikesesüsteemi ajaloo alguses ja see toimus Päikeses oleva udukogu sees, millest kõik planeedid moodustasid. Neid orgaanilisi aineid võisid seejärel komeedid ja meteoriidid toimetada mitmesse potentsiaalselt asustatavasse tsooni raskete pommide hilisperioodil.
Lithopansermia all tuntud teooria on kerge keerdkäik idees, et komeedid, asteroidid ja planetoidid (teise nimega panspermia) jaotavad elu kogu kosmoses. Maa ja Marsi puhul põhinevad tõendid elu võimaliku seotuse kohta osaliselt meteoriidiproovidel, mis on teadaolevalt tulnud Maale Punase Planeedi juurest. Need olid ise asteroidide toode, mis löövad Marsi ja löövad välja ejekta, mille Maa lõpuks kinni püüdis.
Uurides selliseid asukohti nagu Mars, Europa ja Enceladus, saavad teadlased ka otsima elu otsimisel. Nagu Carr selgitas:
„Seal on paar peamist lähenemisviisi. Võime kasutada kaudset lähenemisviisi, vaadates mõnda hiljuti tuvastatud eksoplaneeti. Ja lootus on, et James Webbi kosmoseteleskoobi ning teiste maapealsete teleskoopide ja kosmoseteleskoopide abil suudame hakata eksoplaneetide atmosfääri palju detailsemalt pildistama, kui nende eksoplaneetide kirjeldamine on võimaldanud [ ] tänaseni. Ja see annab meile tipptaseme, see annab võimaluse vaadata palju erinevaid potentsiaalseid maailmu. Kuid see ei luba meil sinna minna. Ja kaudseid tõendeid on meil ainult näiteks atmosfäärispektrite kaudu. ”
Marss, Europa ja Enceladus pakuvad otsest võimalust elu leida, kuna kõik on näidanud elu soodustavaid (või soodustavaid) tingimusi. Kui on rohkesti tõendeid selle kohta, et Marsi pinnal oli kunagi vedel vesi, siis Europa ja Enceladus on mõlemad ookeanide aluspinnad ja on tõendeid geoloogilise aktiivsuse kohta. Seega oleks iga missioon nendesse maailmadesse teha ülesandeks otsida õigeid kohti, et leida elutõendeid.
Carr märgib Marsil, et see otsib kohti, kus on veeringlus, ja sellega kaasnevad tõenäoliselt ka mõned veidrad sõnad:
„Ma arvan, et meie parim panus on pääseda maa-alusele pinnale. Ja see on väga raske. Peame puurima kosmosekiirguse ulatusest madalamal asuvaid piirkondi või pääsema neile muul viisil, mis võib orgaanilisi materjale hävitada. Ja üks võimalus on minna värsketele kraatritele. Need löögikraatrid võivad paljastada materjali, mida ei töödeldud kiirgusega. Ja võib-olla oleks piirkond, kuhu võiksime minna, kuskil, kus värske löögikraater saaks ühendada sügavama maa-aluse võrguga - kus saaksime juurdepääsu materjalile, mis võib-olla maa alt väljub. Ma arvan, et see on praegu tõenäoliselt meie parim panus Marsile elu leidmiseks. Ja üks koht, mida me võiksime vaadata, oleks koobaste sees; näiteks laavatoru või mõni muu koobasüsteem, mis võib pakkuda ultraviolettkiirguse eest kaitset ja võib-olla pakkuda ka juurdepääsu Marsi pinna sügavamatele piirkondadele. ”
Mis puutub sellistesse ookeanimaailmadesse nagu Enceladus, siis tähendab elumärkide otsimine tõenäoliselt uurimist oma lõunapooluse piirkonnas, kus minevikus on täheldatud ja uuritud kõrgeid veekogusid. Europa jaoks hõlmaks see tõenäoliselt “kaosepiirkondade” otsimist - kohti, kus pinnasejää ja sise ookeani vaheline kokkupuude võib toimuda.
Nende keskkondade uurimine kujutab endast loomulikult tõsiseid tehnilisi väljakutseid. Alustuseks oleks saastumise vältimiseks vaja ulatuslikku planeedikaitset. Need kaitsed on vajalikud ka valepositiivsete tõendite vältimise tagamiseks. Pole midagi hullemat, kui avastada mõnel teisel astronoomilisel kehal DNA tüvi, ainult mõistmaks, et see oli tegelikult skannerisse sattunud nahahelbeke enne käivitamist!
Ja siis on veel raskusi, mis on seotud robotmissiooni toimimisega äärmuslikus keskkonnas. Marsil on alati päikesekiirguse ja tolmutormide küsimus. Kuid ka Euroopas on Jupiteri intensiivne magnetiline keskkond ohtlik. Enceladusest saabuvate veekogumike uurimine on samuti suureks väljakutseks orbiidile, kes tõenäoliselt toona planeedist mööda saaks.
Kuid arvestades teaduslike läbimurrete potentsiaali, on selline missioon väärt valusid. See mitte ainult ei võimaldaks astronoomidel katsetada meie päikesesüsteemi eluolu ja leviku teooriaid, vaid hõlbustaks ka oluliste kosmoseuuringute tehnoloogiate väljatöötamist ja tooks kaasa tõsiseid ärirakendusi.
Tulevikku vaadates loodetakse, et sünteetilise bioloogia edusammud toovad kaasa uusi haiguste raviviise ja võime 3D-prindida bioloogilisi kudesid (teise nimega “bioprint”). Samuti aitab see tagada inimeste tervise kosmoses, tegeledes luutiheduse vähenemise, lihaste atroofia ning nõrgenenud elundite ja immuunfunktsioonidega. Ja siis on võimalus kasvatada organismidel, kes on spetsiaalselt loodud eluks teistel planeetidel (kas te võite öelda, et nad on vormivad?)
Lisaks annab teadlaste võimalus otsida elu-uuringuid ka teistel Päikese planeetidel in situ, vastates põletavale küsimusele, millega nad on aastakümneid vaeva näinud. Lühidalt, kas süsinikupõhine elu on universaalne? Siiani on kõik katsed sellele küsimusele vastata suuresti teoreetilised ja hõlmanud „madala rippuva puuviljasordi” - kus oleme otsinud elumärke, nagu me seda tunneme, kasutades peamiselt kaudseid meetodeid.
Leides näiteid, mis pärinevad muust keskkonnast kui Maa, astuksime mõned olulised sammud, et valmistuda ette sellisteks „lähedasteks kohtumisteks”, mis võivad maanteel aset leida.
