I 2015 uttalte daværende NASA-sjefforsker Ellen Stofan at: "Jeg tror vi kommer til å ha sterke indikasjoner på livet utenfor Jorden i det neste tiåret og klare bevis i løpet av de neste 10 til 20 årene." Med flere oppdrag som er planlagt å søke etter fiendtlige bevis på liv (fortid og nåtid) på Mars og i det ytre solsystemet, virker dette neppe som en urealistisk vurdering.
Men å finne bevis på livet er selvfølgelig ingen lett oppgave. I tillegg til bekymring for forurensning, er det også farene som følger med å operere i ekstreme miljøer - noe som vil se etter livet i solsystemet. Alle disse bekymringene ble reist på en ny FISO-konferanse med tittelen “Mot situasjonssekvens for livdeteksjon”, arrangert av Christopher Carr fra MIT.
Carr er forsker med MITs Department of Earth, Atmospheric and Planetetary Sciences (EAPS) og en stipendiat ved Institutt for molekylærbiologi ved Massachusetts General Hospital. I snart 20 år har han viet seg til studiet av livet og letingen etter det på andre planeter. Derfor er han også vitenskapens hovedetterforsker (PI) for instrumentet Search for Extra-Terrestrial Genomes (SETG).
Anført av Dr. Maria T. Zuber - E. A. Griswold professor i geofysikk ved MIT og leder for EAPS - den tverrfaglige gruppen bak SETG inkluderer forskere og forskere fra MIT, Caltech, Brown University, arvard og Claremont Biosolutions. Med støtte fra NASA har SETG-teamet jobbet for utvikling av et system som kan teste for livet in situ.
Carr introduserte søket etter utenomjordisk liv og beskrev den grunnleggende tilnærmingen som følger:
”Vi kunne se etter livet slik vi ikke vet det. Men jeg synes det er viktig å starte fra livet som vi vet det - for å trekke ut både egenskapene til liv og trekk ved livet, og vurdere om vi skal lete etter livet slik vi kjenner det også, i sammenheng med å søke etter livet utenfor Jorden. ”
Mot dette formål søker SETG-teamet å utnytte den nylige utviklingen i biologisk testing på stedet for å lage et instrument som kan brukes av robotoppdrag. Denne utviklingen inkluderer etablering av bærbare DNA / RNA-testenheter som MinION, samt Biomolecule Sequencer-undersøkelsen. Utført av astronauten Kate Rubin i 2016, var dette den første DNA-sekvenseringen som fant sted ombord på den internasjonale romstasjonen.
Ved å bygge videre på disse, og det kommende Genes in Space-programmet - som vil tillate ISS-mannskaper å sekvensere og undersøke DNA-prøver på stedet - ønsker SETG-teamet å lage et instrument som kan isolere, oppdage og klassifisere alle DNA- eller RNA-baserte organismer i utenomjordiske miljøer. I prosessen vil det la forskere teste hypotesen om at liv på Mars og andre steder i solsystemet (hvis det finnes) er relatert til livet på jorden.
For å bryte ned denne hypotesen, er det en allment akseptert teori at syntesen av komplekse organiske stoffer - som inkluderer nukleobaser og riboseforløpere - skjedde tidlig i solsystemets historie og fant sted innenfor solnebulaen fra hvilken planetene alle dannet seg. Disse organiske stoffene kan da ha blitt levert av kometer og meteoritter til flere potensielt beboelige soner i løpet av den sene tunge bombardementperioden.
Denne teorien, kjent som litopansermia, er en liten vri på ideen om at livet er distribuert over hele kosmos av kometer, asteroider og planetoider (aka. Panspermia). Når det gjelder Jorden og Mars, er bevis for at livet kan være relatert delvis basert på meteorittprøver som er kjent for å ha kommet til Jorden fra den røde planeten. Dette var i seg selv et produkt av asteroider som slo Mars og sparket opp ejecta som til slutt ble fanget av Jorden.
Ved å undersøke steder som Mars, Europa og Enceladus, vil forskere også kunne delta i en mer direkte tilnærming når det gjelder å søke etter liv. Som Carr forklarte:
"Det er et par hovedtilnærminger. Vi kan ta en indirekte tilnærming, se på noen av de nylig identifiserte eksoplaneter. Og håpet er at med James Webb-romteleskopet og andre bakkebaserte teleskoper og rombaserte teleskoper, at vi vil være i en posisjon til å begynne å avbilde atmosfæren til eksoplaneter i mye større detalj enn karakteriseringen av disse eksoplaneter har [tillatt for ] til dags dato. Og det vil gi oss high-end, det vil gi muligheten til å se på mange forskjellige potensielle verdener. Men det vil ikke tillate oss å dra dit. Og vi vil bare ha indirekte bevis gjennom for eksempel atmosfæriske spektre. ”
Mars, Europa og Enceladus gir en direkte mulighet til å finne liv siden alle har demonstrert forhold som er (eller var) som bidrar til livet. Mens det er rikelig med bevis på at Mars en gang hadde flytende vann på overflaten, har Europa og Enceladus begge hav under overflaten og har vist bevis for å være geologisk aktive. Derfor vil ethvert oppdrag til disse verdenene få i oppgave å se på de rette stedene for å få et bevis på liv.
På Mars, konstaterer Carr, vil dette komme til å se på steder der det er en vannsyklus, og vil sannsynligvis involvere litt spillunking:
“Jeg tror det beste alternativet er å få tilgang til undergrunnen. Og dette er veldig vanskelig. Vi må bore eller på annen måte få tilgang til regioner som er utenfor rekkevidden til romstråling som kan ødelegge organisk materiale. Og en mulighet er å gå til ferske slagkratere. Disse slagkratrene kan eksponere materiale som ikke ble strålebehandlet. Og kanskje ville et område hvor vi kanskje ønsker å være et sted der et friskt støtkrater kunne koble seg til et dypere underjordisk nettverk - hvor vi kunne få tilgang til materiale som kanskje kommer ut av undergrunnen. Jeg tror det er sannsynligvis det beste alternativet for å finne liv på Mars i dag for øyeblikket. Og ett sted vi kunne se ville være i hulene; for eksempel et lavarør eller en annen form for hulesystem som kan tilby avskjerming mot UV-stråling og kanskje også gi litt tilgang til dypere regioner i Marsoverflaten. ”
Når det gjelder “havverdener” som Enceladus, vil det å lete etter livstegn sannsynligvis innebære å utforske rundt den sørlige polare regionen der høye mengder vann har blitt observert og studert tidligere. På Europa vil det sannsynligvis innebære å oppsøke “kaosregioner”, stedene der det kan være samspill mellom overflateisen og det indre hav.
Å utforske disse miljøene gir naturlig nok noen alvorlige tekniske utfordringer. For det første ville det kreve omfattende planetbeskyttelse for å sikre at forurensning ble forhindret. Disse beskyttelsene ville også være nødvendige for å sikre at falske positive sider ble unngått. Ingenting verre enn å oppdage en belastning med DNA på en annen astronomisk kropp, bare for å innse at det faktisk var en hudflak som falt i skanneren før lansering!
Og så er det vanskene ved å drive et robotoppdrag i et ekstremt miljø. På Mars er det alltid spørsmålet om solstråling og støvstormer. Men på Europa er det den ekstra faren som Jupiters intense magnetiske miljø utgjør. Å utforske vannrør som kommer fra Enceladus er også veldig utfordrende for en orbiter som mest sannsynlig ville kjørt forbi planeten på den tiden.
Men gitt potensialet for vitenskapelige gjennombrudd, et slikt oppdrag, er det vel verdt smerter. Ikke bare ville det tillate astronomer å teste teorier om evolusjonen og distribusjonen av livet i vårt solsystem, det kan også lette utviklingen av viktige romutforskningsteknologier, og resultere i noen seriøse kommersielle applikasjoner.
Når vi ser fremover, forventes fremskritt innen syntetisk biologi å føre til nye behandlinger av sykdommer og muligheten til å 3D-trykke biologiske vev (også kjent som "bioprinting"). Det vil også bidra til å sikre menneskers helse i rommet ved å adressere tap av bentetthet, muskelatrofi og nedsatt organ- og immunfunksjon. Og så er det muligheten til å dyrke organismer som er spesialdesignet for livet på andre planeter (kan du si terraforming?)
På toppen av alt det, gir muligheten til å utføre søk på stedet på andre solplaneter også forskere muligheten til å svare på et brennende spørsmål, som de har slitt med i flere tiår. Kort sagt, er karbonbasert liv universelt? Så langt har alle forsøk på å svare på dette spørsmålet stort sett vært teoretisk og har involvert den "lavt hengende fruktvarianten" - der vi har sett etter tegn på liv slik vi kjenner det, ved å bruke hovedsakelig indirekte metoder.
Ved å finne eksempler som kommer fra andre miljøer enn Jorden, ville vi ta noen avgjørende skritt for å forberede oss på de slags "nære møter" som kan skje på veien.
