Мы одни? Поиски жизни на Марсе и в других местах Солнечной системы

Колесница настойчивости олицетворяет неиссякаемое любопытство человечества. Его сложный набор научных инструментов и инструментов, тщательно разработанных для изучения и анализа, делает его больше, чем просто машиной. Отправляясь в древние кратеры и исследуя скальные образования, Настойчивость преследует миссию, выходящую за рамки нашего времени, — поиск признаков жизни за пределами Земли. Каждый собранный образец, каждое сделанное изображение зависит от нашего понимания Вселенной и нашего места в ней. Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.

НАСАНайдите жизнь на МарсВедомая колесницей настойчивости, она, вероятно, скоро принесет многообещающие результаты. Предыдущие попытки, хотя и не продемонстрировали окончательно жизнь, дали информацию о современных методах исследования и расширили наше понимание небиологических процессов, которые могут имитировать жизнь, способствуя будущему исследованию обитаемых пространств по всей Солнечной системе, включая ледяные луны. Сатурн И Юпитер.

В то время как Марс кажется перспективным местом для поиска жизни за пределами Земли, Красная планета упорно хранит свои секреты. Несмотря на десятилетия расследований и даже два поначалу сенсационных вывода, никаких явных признаков жизни до сих пор не появилось.

Теперь эти долгие поиски могут принести плоды. Марсоход Perseverance исследовал древний марсианский кратер, который был заполнен водой, в поисках доказательств прошлой жизни, храня образцы горных пород и поверхностного материала в металлических трубах для возможного возвращения на Землю.

И эти захватывающие прошлые находки, хотя сейчас считается, что они не доказывают, что жизнь процветала на нашей соседней планете, рассматриваются как необходимая основа для целенаправленных, многоуровневых исследований, проводимых сегодня.

«Прошлые миссии помогли нам лучше понять, как искать жизнь», — сказала Линдси Хейс, заместитель научного сотрудника программы астробиологии, изучающей возможность жизни за пределами Земли, в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне и заместитель главного научного сотрудника по образцу Марса. . обратная миссия.

Углубленное исследование Марса также послужит испытательным полигоном для более широких исследований: сканирование покрытых льдом спутников внешней Солнечной системы на наличие признаков жизни в обширных океанах, скрытых под их поверхностью.

«НАСА много вложило в поиски жизни на Марсе, и я узнала многое, что поможет нам, когда мы будем изучать другие пригодные для жизни места в Солнечной системе — например, ледяные луны, вращающиеся вокруг Сатурна и Юпитера», — сказала Мари. Войтек, директор астробиологической программы НАСА в штаб-квартире агентства в Вашингтоне.

Кратер Джезеро на Марсе показан на этой иллюстрации таким, каким он выглядел миллиарды лет назад, когда он был кратерным озером с дельтой реки. Источник: NASA/JPL-Caltech/Lizbeth B. De La Torre.

В поисках марсианских камней

Чтобы найти корни стратегии НАСА по поиску жизни среди соседних миров, мы можем вернуться в 1970-е годы: дни Карла Сагана и двух его спускаемых аппаратов «Викинг», которые вошли в историю, когда оба приземлились на Марсе в 1976 году.

Саган, ведущий оригинального телесериала «Космос», помогал разрабатывать и управлять «Викингом-1» и «Викингом-2», которые передают изображения и собирают научные данные с поверхности Марса. Они также проводили эксперименты по обнаружению жизни, собирали образцы марсианского поверхностного материала, называемого реголитом, и добавляли питательные вещества. Несмотря на свидетельства потребления некоторых питательных веществ, большая часть научного сообщества пришла к выводу, что это, вероятно, связано с небиологическими взаимодействиями, которые вызвали первоначальную волну волнения по поводу потенциального открытия жизни на Марсе.

Второй важный момент наступил в 1996 году, когда ученые НАСА опубликовали статью с изложением возможных химических следов форм жизни в марсианской породе, упавшей на Землю. Известный в просторечии как метеорит Аллан-Хиллз или его официальный номер ALH84001, он был собран в Антарктиде более десяти лет назад.

В то время как метеориты с Марса регулярно падали на Землю на протяжении всей истории двух планет — вероятно, вылетали в космос, когда большие тела, такие как астероиды, врезались в Красную планету и в конечном итоге захватывались гравитационным полем Земли — этот метеорит казался особенным. Он содержал химические следы, похожие на следы, оставленные земными микробами. На некоторых изображениях даже были обнаружены микроскопические черты, похожие на бактерии. Однако в очередной раз глобальное волнение по поводу потенциального открытия сменилось неопределенностью. Сегодня большинство ученых, изучавших этот вопрос, считают небиологический источник вероятным источником «свидетельств» следов более ранних марсианских микробов в метеорите.

Группа исследователей, опубликовавших статью, во главе с ученым НАСА Дэвидом С. Маккеем, «время от времени оказывалась немного коротышкой», — сказал Эндрю Стил, исследователь из Института Карнеги, который также исследовал марсианский камень. «Следует отметить фактическое влияние, которое они оказали на эту науку, потому что они рискнули, что сделали. Именно это позволило нам задать следующий набор действительно важных вопросов».

Выводы команды стимулировали дальнейшие исследования и высветили новое осознание: многие небиологические процессы могут создавать реалистичные характеристики.

Источник: NASA/JPL-Caltech/Lizbeth B. De La Torre.

Собственная работа Стила, например, направлена ​​на установление фонового уровня «отсутствия жизни» для сред, обнаруженных в других мирах, включая Марс. Затем результаты обнаружения потенциальной жизни могут быть измерены на этом фоне. Опираясь на работу группы Маккея и других, Стил и его коллеги обнаружили три отдельных химических процесса, которые могли бы производить строительные блоки жизни на Марсе — каждый производил органические молекулы в отсутствие какой-либо биологической активности.

«Марс интересен, — сказал он, — и, возможно, все еще подает признаки жизни». «Но это также учит нас тому, как могут формироваться строительные блоки жизни».

Эти две ранние попытки найти марсианскую жизнь также привели к другому ключевому открытию: поиск должен был быть исчерпывающим, а не «хватать и идти», как выразился астробиолог Хейс.

«Оба интерпретация результатов затруднена из-за отсутствия контекста», — сказал Хейс. «В случае с викингами не хватало контекста в измерениях, которые они собирались провести, и того, что они могли рассказать нам об окружающей среде, в которой мы их измеряли. [the Martian meteorite]Без контекста об окружающей среде, из которой произошли эти камни».

Поиски жизни на Марсе

Чтобы продвинуть расследование вперед, НАСА сначала решило не ставить прямую цель обнаружить саму жизнь. Вместо этого марсоходы-близнецы Spirit и Opportunity провели подробное исследование марсианской среды, подтвердив пригодные для жизни условия на раннем Марсе отчасти благодаря геологическим свидетельствам течения воды. Марсианские орбитальные аппараты, такие как Mars Reconnaissance Orbiter и Mars Odyssey, также сыграли свою роль, помогая наносить на карту местность и определять места посадки.

Марсоход Curiosity еще больше расширил потенциал обитаемости, зафиксировав доказательства обилия воды, органических молекул и пригодной для жизни среды в далеком прошлом Марса. Сегодня марсоход продолжает свою работу в кратере Гейла, где он все еще может найти доказательства активности воды в прошлом.

НАСА возвращается в область обнаружения жизни с прибытием марсохода в кратер Джезеро в феврале 2021 года. Когда-то озеро с дельтой реки казалось идеальным местом для поиска признаков жизни из далекого прошлого Марса.

Но в отличие от спускаемых аппаратов «Викинг», Perseverance оснащен набором инструментов для сканирования марсианских пород на наличие признаков древней жизни и изучения их экологического контекста.

Также, в отличие от викингов, марсоходы могут двигаться. Настойчивость нацеливается на интересные скальные образования издалека — с помощью вертолетного навигатора Creativity — и затем подъезжает к ним, чтобы рассмотреть поближе.

Это также означает, что настойчивость, то есть хранение образцов в кэше, который позже будет возвращен на Землю, имеет преимущество перед предыдущими исследованиями, в которых отсутствует контекст того, что они обнаружили. «Этот хорошо оборудованный вездеход получает весь этот контекст, потому что он выполняет все эти замечательные измерения», — сказал Хейс.

Другие потенциальные будущие места для поиска признаков жизни включают участки, где на древнем Марсе собирались подземные воды, которые когда-то образовывали систему подземных озер.

Поиски жизни в других частях Солнечной системы

Мало что известно о глубоких, покрытых льдом океанах внешних спутников Солнечной системы, таких как спутники Юпитера Европа, Энцелад и Титан Сатурна. Но одно уже ясно: они обеспечат совсем другие условия для потенциальной жизни, чем Марс.

Однако эти лишенные солнечного света водные среды могут содержать известное органическое вещество и связанный с ним химический состав, а также источник тепла — внутреннее тепло лун, которое, возможно, выходит через вентиляционные отверстия на дне океана. Это один из способов зарождения жизни на Земле.

Во время 13-летней миссии, завершившейся в 2017 г., НАСА Кассини Космический аппарат обнаружил шлейфы соленой воды и органических частиц, извергающихся из разломов, известных как «полосы тигра» на Энцеладе — возможно, из подземного океана Луны, что указывает на возможную обитаемую среду.

У Европы могут быть похожие шлейфы: данные космического корабля НАСА «Галилео» и телескопа «Хаббл», а также наземных телескопов указывают на ее присутствие. Космический корабль НАСА Europa Clipper, который в настоящее время собирается для возможного запуска в октябре 2024 года, будет нести датчики, способные анализировать любой шлейф материи, с которым он может столкнуться в серии пролетов над покрытой льдом луной.

И хотя Титан Сатурна наиболее известен своей толстой углеводородной атмосферой и озерами этана и метана, он, вероятно, также является океаническим миром — как и другие, скрывающим глубокий океан жидкой воды под ледяной коркой. Если недра Земли каким-то образом соприкасались с поверхностью — сейчас или в прошлом — можно было бы найти доказательства наличия молекул или химических веществ, указывающих на возможность существования там жизни. Миссия НАСА Dragonfly, винтокрылый корабль, будет искать такие доказательства в ходе миссии, запланированной на середину 2030-х годов.

Хотя окружающая среда Марса и внешней части Луны сильно различается, принципы поиска жизни остаются прежними.

«Что мы узнали о жизни на Земле, так это то, что пока есть некоторые основные вещи, такие как питательные вещества, вода и энергия, мы найдем жизнь», — сказал Войтек. Мы считаем, что многие среды в Солнечной системе отвечают этим требованиям. Но он еще не изучен».

В поисках жизни