Узнаем ли мы инопланетную жизнь, увидев ее? — «наука»
Таковой близкий космос
И не ее ли мы видели на Марсе?
Поиск судьбы на Красной планете
The Verge15.03.2016Миссия на Марс чудесным образом избежала трагедии?
Popular Mechanics24.03.2016Как послать дом на Марс
AirSpace18.03.2016
Сейчас семь автоматических космических аппаратов бороздят поверхность либо движутся по орбите Марса, делая фотографии, собирая эти и делая другие задачи, поставленные учеными на Земле. Благодаря 15-летнему присутствию земных роботов на Красной планете мы знаем ее лучше любого другого мира, не считая отечественного собственного. А планетологи взяли, наконец, ответ на один из самых ветхих и основополагающих собственных вопросов: может ли жизнь существовать на Марсе?
Ответ на него — утвердительный: определенно жизнь на Марсе существовала в прошлом, и она в полной мере существует в том месте сейчас. В 2013 году, по прошествии чуть меньше 12 месяцев с момента посадки марсохода Curiosity на кратере Гейла, основной исследователь проекта Джон Гроцингер (John Grotzinger) с уверенностью заявил: «Мы нашли пригодную для обитания среду». Это такая среда, где миллиарды лет назад на поверхности имелось большое количество воды.
Более того, научная команда Curiosity уверена, что реки и озера на Марсе существовали весьма долго, быть может, миллионы лет.
Еще одно заявление, не меньше серьёзное, раздалось в сентябре прошлого года: вода и сейчас течет по Марсу — или по его поверхности, или весьма близко под почвой. Более 10 лет стратегия НАСА по изучению Марса основывалась на принципе «следуй за водой». Космическое агентство исходит из того, что где имеется вода, в том месте мы можем отыскать жизнь.
Сейчас, сделав заявление в пользу ее существования, космические агентства готовят полеты на Марс с задачей отыскать показатели биологической судьбе. И в отличие от прошлых поисков, у них на данный момент имеется настоящие шансы на успех.
В 1960-х годах первое поколение планетологов пробовало создать единый комплект устройств (для программы спускаемых аппаратов «Викинг», осуществленной во второй половине 70-ых годов двадцатого века), талантливых в полной мере определенно сообщить, имеется ли жизнь на Марсе. Но сделать это не удалось. Ученые сейчас подозревают, что прошлые опыты в области марсианской биологии ставили вопросы или через чур узкие, или неверные.
«Дать определение судьбы — это само по себе неприятность, — растолковывает философ из Колорадского университета Кэрол Клиланд (Carol Cleland), более 10 лет занимающаяся изучением научной и философской литературы о природе судьбы. — В случае если ваше определение ошибочно, вы станете искать совсем не то, что необходимо, и не обратите внимания на всевозможные необычные формы судьбы. Кроме того сейчас мы весьма неподалеку ушли от определения Аристотеля».
Более двух тысяч лет назад Аристотель относил к живым существам те, каковые владеют метаболизмом (потребляют питательные вещества и выделяют отходы) и свойством к половому размножению. Такое определение прочно укоренилось, но только до середины 20-го века, в то время, когда ученые определили про ДНК и осознали, что преобладающая форма судьбы на Земле — это одноклеточные организмы. (В действительности, непростая многоклеточная судьба, которую мы находим в окаменелостях, не старше миллиарда лет.)
© РИА Новости, Александр Ковалев | Перейти в фотобанкСотрудники Талес Алениа Спейс рядом с орбитальной станцией европейско-русского проекта по изучению Марса ЭкзоМарс 2016 в чистовом цехе предприятияв 2018 году, ученые применяли эти с орбиты, дабы выяснить места с осадочными породами, в особенности в мелкозернистой глине, которая постоянно формируется в присутствии воды, скажем, на дне старого озера. В совершенстве пример грунта должен быть весьма древним — четыре миллиарда лет либо около того.
Он обязан солидную часть этого времени пробыть под почвой и показаться на поверхности Марса с ее жёсткими условиями совсем сравнительно не так давно в следствии эрозии либо схода оползня. Команда «Экзомарса» сократила количество вероятных мест посадки до четырех. Главным кандидатом на сегодня есть ровная и ровная равнина Оксиа Планум, только легко припорошенная пылью, благодаря чему поверхностные породы больше обнажены.
Тут, в 18 градусах к северу от марсианского экватора марсоход «Экзомарс» будет искать показатели биологической судьбе.
Отыскать видимые окаменелости, скажем, остатки бактерий, каковые были найдены в древних горных породах Австралии, было бы превосходно, но по многим причинам шансов на это мало. Во-первых, такие ископаемые останки точно будут через чур мелки для разрешения камеры «Экзомарса». Исходя из этого, как и «Викинги» 40 лет тому назад, «Экзомарс» сосредоточится на определении состава.
Главным инструментом по поиску судьбы на марсоходе есть анализатор органических молекул Марса MOMA. В том месте в отыскивании следов органических молекул будут употребляться два вида спектрометров для анализа поднятых из глубины образцов. Ученые сохраняют надежду, что смогут отличить связанные с биологией вещества от веществ небиологических.
Данный прибор будет кроме этого разбирать хиральность органических веществ (свойство молекулы быть несовместимой со своим точной копией). Аминокислоты и другие молекулы существуют или в праворукой, или в леворукой форме. Вся растительная и животная судьба на Земле основана на леворуких аминокислотах (не смотря на то, что кое-какие микробы смогут потреблять праворукие предположения питательных веществ).
В случае если в примере «Экзомарса» соотношение двух видов хиральности составит 50 на 50, это будет означать их геологическое происхождение. В случае если же будет увидено преобладание одной хиральности над второй, значит, происхождение у примера биологическое. Ну, другими словами, в случае если марсианская судьба отдает предпочтение праворукой или леворукой форме.
НАСА собирается отправить на Марс собственный пятый вездеход (это практически полная копия Curiosity) в июле 2020 года. Он совершит посадку спустя семь месяцев и приступит к поиску грунта, что возможно будет уложить в герметичный контейнер и вернуть на Землю на космическом корабле будущего, которого пока не существует кроме того на бумаге. Ученые в далеком прошлом уже желают создать таковой корабль, дабы он привез на Землю образцы марсианского грунта.
В этом случае они при помощи более сложных, чем у марсохода устройств смогут совершить их анализ. «Марс-2020» это первая добрая половина миссии, и данный марсоход сам будет решать, в каких немногочисленных и драгоценных примерах грунта с громаднейшей возможностью смогут иметься следы биологии либо жизни.
Основной прибор по поиску судьбы для марсохода 2020 года это SHERLOC, предназначенный для сканирования в отыскивании обитаемой среды способом изучения спектра поверхностных проб. Основной исследователь проекта Лютер Бигл (Luther Beegle) из Лаборатории реактивного перемещения НАСА говорит, что это «личный прибор», устанавливаемый на роботизированной руке марсохода. «Мы не желаем трогать образцы, дабы не заниматься анализом судьбы, которую имели возможность принести на Марс с собой», — говорит он.
Вместо этого SHERLOC с расстояния в пять сантиметров будет подсвечивать образцы ультрафиолетовыми лазерами, получая того, дабы химические вещества из состава пробы или рассеивали свет, или флюоресцировали (излучали свет). Оказавшийся в следствии спектр обязан продемонстрировать отпечатки органических молекул в примерах, в случае если таковые имеются. Многообещающие образцы потом будут складироваться (снова же, с мерами предосторожности чтобы не было заражения) с целью последующей отправки на Землю.
© ESA / MedialabМарсоход и посадочная платформа европейско-российской миссии ЭкзоМарс
Коллектив проекта «Марс 2020» до тех пор пока еще не выбрал место для посадки. Всего кандидатов восемь. Верно выбрать место очень принципиально важно, потому, что эта складывающаяся из двух этапов миссия обойдется во большое количество млд дол.
В случае если в первой половине 20-ых годов XXI века показатели биологии на месте посадки не будут найдены, либо в случае если ответ окажется неоднозначным, как было с «Викингами», критики смогут заявить, что НАСА напрасно тратит деньги.
Это одна из многих потенциальных опасностей на пути поиска марсианской судьбе. Из-за ограниченного финансирования не все предлагаемые опыты возможно будет осуществить, а исходя из этого кое-какие стоящие подходы к поискам судьбы останутся неопробованными. В приборе Life Marker Chip, первоначально отобранном для «Экзомарса 2018», планировалось применять антитела для обнаружения органических молекул, как это делается в мире медицины.
Но нужную нагрузку было нужно уменьшить для веса и снижения затрат, почему данный прибор и другие не полетят на Красную планету.
Во-первых, не навредить
Еще одним сдерживающим причиной для ученых, занятых поисками судьбы на Марсе, есть требование о «защите планеты». В соответствии с условиям интернационального соглашения, космические аппараты, совершающие посадку в тех районах Марса, где возможно вода, должны быть шепетильно очищены перед полетом, дабы не подвергнуть вероятные марсианские организмы угрозе заражения с Почвы, и (что в равной мере не хорошо с научной точки зрения) дабы не появлялись подозрения в земном происхождении таких организмов.
Подвергнуть большой и сложный космический аппарат сухой термической обработке сложно и дорого. До тех пор пока готовящие полеты на Марс коллективы предпочитают избегать посадочных площадок, где возможно жидкая вода, пускай кроме того в этих местах наверное находится жизнь.
Имеется проект называющиеся Icebreaker («Ледокол»), в рамках которого планируется послать мелких спускаемый аппарат типа «Феникса» в высокие марсианские широты, где может пребывать вода в жидком состоянии. Его участники изыскивают средства и другие способы для удаления микробов, такие как химическая очистка любого оборудования, вступающего в соприкосновение с примером.
На аппарате «Ледокол» (это пока только план, и средства на него не выделены) планируется разместить буровую установку, талантливую попадать на глубину 1,8 метра под марсианскую поверхность. Бортовой детектор показателей судьбы (SOLiD), будет разбирать полученные образцы на наличие биологических следов: органических молекул, белков, нуклеиновых кислот и полисахаридов, включая ДНК.
Собрав громадный массив биологических следов, ученые сохраняют надежду избежать западни Клиланд, не ограничиваясь поисками лишь той биологии, которую мы замечаем на Земле. «Имеется различия между поисками судьбы на Марсе и поисками второй жизни на Марсе, — говорит научный сотрудник центра Эймса и начальник проекта Icebreaker Крис Маккей (Chris McKay). — Марсианская судьба может оказаться углеродной и все равной быть чужой. Мы сохраняем надежду отыскать второй генезис, другими словами, информацию о наличии судьбы, не имеющей никакого отношения к эволюционному древу судьбы на Земле».
Как горные породы в следствии ударов древних небесных тел о марсианскую поверхность попали в Антарктиду, так и органические вещества с Почвы имели возможность попасть на Марс, говорит Маккей. В случае если это так, микробы, каковые мы обнаружим Марсе, могут быть отечественными дальними и в далеком прошлом потерянными родственниками. Исходя из этого нужно вести поиски земных нуклеиновых кислот типа ДНК.
Маккей подмечает: «Нам необходимо давать не географическое определение судьбы (что она с другой планеты), а химическое».
Базу биологической судьбе на Земле составляют приблизительно 20 аминокислот, но в природе таких веществ приблизительно 500. В случае если на Марсе будут отысканы формы судьбы на базе иных аминокислот, это станет указанием на второй генезис, свободный от земного. То же самое продемонстрирует и открытие марсианской судьбе на базе тех же аминокислот, что и земные, но в этом случае хиральность будет праворукая.
Клиланд счастлива любыми изучениям, в рамках которых проводится поиск инопланетной биохимии. «Нам нужно искать свойства всех форм судьбы, независимо от состава, — говорит она. — Жизнь это самоорганизующаяся совокупность. Исходя из этого нужно искать закономерности и неожиданный уровень сложности». Жизнь, продолжает она, «не будет в состоянии равновесия.
Нам нужно изучить странности, другими словами то, чего в том месте быть не должно».
У нее приводит к острому любопытству информация о неоднократном обнаружении на Марсе газа метана. Сперва это сделал космический аппарат «Маринер-7» во второй половине 60-ых годов двадцатого века, после этого автоматическая межпланетная станция «Марс-Экспресс» в начале 2000-х, а сравнительно не так давно Curiosity, нашедший на поверхности кратера Гейла загадочные и недолговечные выбросы метана. Метана в том месте быть не должно.
В случае если данный газ показался в далеком прошлом, он в далеком прошлом бы уже рассеялся в марсианской воздухе, сделав это всего за пара сотен лет. Эти открытия показывают, что метан каким-то образом восполняется.
До тех пор пока неясно, какой источник у метана: геологический либо биологический. В обзорной статье, опубликованной в прошедшем сезоне в Journal of AstrobiologyOutreach, Юк Юн (Yuk Yung) из Калифорнийского технологического университета и Пинь Чэнь (Pin Chen) из Лаборатории реактивного перемещения выдвинули две догадки: метан имел возможность появиться в следствии реакции между газом, горной породой и водой, или из-за микробов, выделяющих данный газ. «В первом случае, — пишут они, — предполагается наличие среды, предоставляющей химические источники и жидкую воду энергии, другими словами, это должна быть пригодная для жизни среда. А второй случай предполагает открытие судьбы на Марсе».
© flickr.com, Kevin GillМодель Марса
Созданный в рамках программы «Экзомарс» космический аппарат European Trace Gas Orbiter для изучения газовых составляющих в воздухе Марса (на протяжении данной программы будет скинут маленький спускаемый модуль для проверки посадочной техники, которая будет использована в 2018 году) будет собирать эти, пребывав на орбите. Эти сведенья должны очень многое поведать ученым о марсианском метане.
Но одного этого аппарата вряд ли будет достаточно для решения вопроса о том, есть ли источник метана биологическим. В действительности, пишут Юк и Чэнь, для ответа данной загадки потребуются «масштабные междисциплинарные изучения», и «большие технологические успехи».
Непременно, возможность того, что марсианские организмы выделяют метан, думается очень привлекательной, но Маккей даёт предупреждение: не следует столь напряженно и внимательно искать на Марсе что-то живое. Значительно серьёзнее не проглядеть показатели того, что в том месте была жизнь в прошлом. «Мёртвый заяц на Марсе стал бы замечательным доказательством судьбы на Красной планете, — говорит он. — Но открытие одной-единственной молекулы хлорофилла не менее важно — потому что не смотря на то, что эта молекула не живая, без судьбы фотосинтез неосуществим».
Пожалуй, самым убедительным свидетельством прошедшей судьбе смогут стать узнаваемые окаменелости. Как раз исходя из этого в 1990-х годах появилось такое замечательное энтузиазм, в то время, когда группа исследователей посчитала, что отыскала древние остатки бактерий в марсианском метеорите ALH 84001 возрастом четыре миллиарда лет, что нашли в ледяной пустыне Антарктиды. Большая часть ученых на данный момент вычисляет данное утверждение необоснованным, потому, что главную часть «доказательств» возможно растолковать небиологическими факторами.
Кроме того открытие древних микроскопических окаменелостей на Земле есть очень неоднозначным. Сперва ученые посчитали, что в сланцевых породах Apex Chert, отысканных в Австралии в 1980-е годы, находятся самые ветхие в мире окаменелости бактерий возрастом 3,46 миллиарда лет. Но прошло 30 лет, показались более идеальные устройства, новые представления о местной геологии, и стало ясно, что «окаменелости» это в действительности неживые минералы, а не останки древних бактерий.
Исходя из этого поиски судьбы на Марсе вряд ли будут основываться на единой картине либо кроме того на едином комплекте данных. «Нет и не может быть совершенного биомаркера, в случае если лишь жизнь сама не подойдет к нам близко и не помашет рукой», — говорит Марк Симс из проекта «Экзомарс», разрабатывавший прибор Life Marker Chip, которому не дали дорогу. Его тревожат не только фальшивые хорошие эти, твердо говорящие о наличии судьбы на Марсе.
Его тревожат доказательства марсианской судьбе, удачно извлеченные из марсианской земли, но «потерянные на пути к опознанию». Он вместе с тремя сотрудниками написал в 2012 году научную работу, где ученые проанализировали, как разные органические вещества смогут прилипнуть к стали, прочим материалам и титану, из которых делают космические устройства, так и не попав в устройство для обнаружения. Может, Симс чрезмерно паникует, но он набил себе на этом деле много шишек.
Он возглавлял программу спускаемого аппарата английской постройки «Бигль-2», что приземлился на Марсе в 2003 году, но так и не послал сообщение к себе. У него не было ни мельчайшего шанса начать поиски.
Не смотря на то, что поиски судьбы на Марсе кажутся практически невыполнимой задачей, у ученых имеется основания для оптимизма. В сравнении с отечественными знаниями в эру «Викингов», мы сейчас знаем больше о биологии, а также, об аномальной биологии, и значительно больше о Марсе. Орбитальные космические аппараты смогут делать снимки высокой четкости и наносить на карту минералогический состав любого места, которое мы решим посетить.
НАСА так не сомневается в том, что внеземная судьба с нетерпением ждёт собственного открытия, что в прошедшем сезоне основной научный руководитель этого ведомства Эллен Стофан (Ellen Stofan) сообщила: «Думаю, мы отыщем весомые доказательства судьбы за пределами Почвы в течение десяти лет, и я полагаю, что в течение 20-30 лет у нас будут исчерпывающие доказательства».
И что делать при таких условиях?
«Думаю, в ответ не нужно отправлять жизнь на борьбу с ней, — говорит Маккей. — Нам пригодится предпринять шаги по защите второго генезиса». Неприятности защиты планет будут становиться все важнее по совершенствования и меря развития космических судов. (И никто пока не знает, как послать на Марс экспедицию с участием людей, не создав наряду с этим риск его заражения — не смотря на то, что именно такая экспедиция даст больше всего возможностей для поиска судьбы на Красной планете.) В 1975 году аппараты «Викинг» собирали в чистых помещениях, а после этого ставили в огромную печь и проводили термическую обработку при 90 градусах Цельсия в течение 30 часов.
Но продолжительная жара может привести к поломке части современной электроники и привести к нарушению герметичности внутренних прокладок. Маккей и его команда Icebreaker, и проектировщики космических аппаратов сохраняют надежду на то, что им удастся придумать новые способы очистки.
«Нам кроме этого нужно без шуток поразмыслить о том, как не занести обратно на Землю марсианские образцы, которые содержат жизнь», — говорит Маккей. Он опасается не того, что инопланетные организмы позовут на Земле что-то наподобие эпидемии. Его тревожит второе: что эти организмы вытеснят кое-какие земные формы судьбы, получив на Земле новую среду обитания, как это сделало растение пуэария.
Основания сохранять надежду на нахождение марсианской судьбе имеется, но данный тот случай, в то время, когда в дело вступают правила возможности. Биологическая судьба существует или лишь на Земле, или везде. Великий писатель-фантаст Айзек Азимов как-то увидел, что явления во вселенной или неповторимы, или универсальны.
И того, и другого быть просто не может.
Труди Белл трудилась редактором издания Scientific American и старшим редактором издания IEEE Spectrum. Она создатель десятка книг и 500 с лишним статей, из которых 19 взяли журналистские призы.
Подписывайтесь на отечественный канал в Telegram!
Каждый день вечером вам будет приходить подборка самых броских и занимательных переводов ИноСМИ за сутки.
Отыщите в контактах@inosmichannelи добавьте его к себе в контакты либо
перейдите, предварительно пройдя регистрацию, перейдите на страницу канала.
