Долгое время идея найти жизнь в других мирах была просто фантастической мечтой. Но в наше современное время поиск жизни быстро становится практическим делом. Теперь некоторые умы в НАСА предвкушают поиск жизни в других мирах и выясняют, как искать более эффективно и результативно. Их подход основан на двух вещах: наноспутники и микрофлюидика.
Жизнь очевидна на Земле. Но это другая история для других миров в нашей Солнечной системе. Марс - наша главная цель прямо сейчас, с работой, которую выполняет MSL Curiosity. Но Любопытство исследует Марс, чтобы выяснить, были ли условия на этой планете когда-либо благоприятными для жизни. Более захватывающая возможность - найти жизнь в другом мире, то есть жизнь, которая существует прямо сейчас.
На семинаре Planetary Science Vision 2050 эксперты по планетологии и смежным дисциплинам собрались, чтобы представить идеи о следующих 50 годах исследований в Солнечной системе. Команда во главе с Ричардом Куинном из Исследовательского центра Эймса НАСА (ARC) представила свои идеи по поиску существующей жизни в ближайшие несколько десятилетий.
Их работа основана на декадном обзоре «Видение и путешествия по планетарной науке на десятилетие 2013–2022». Этот источник подтверждает то, что большинство из нас уже знает: что наш поиск жизни должен быть сосредоточен на Марсе и так называемых «океанских мирах» нашей Солнечной системы, таких как Энцелад и Европа. Вопрос в том, как будет выглядеть этот поиск?
Куинн и его команда описали две технологии, которые мы могли бы сосредоточить вокруг нашего поиска.
Наноспутник классифицируется как нечто с массой от 1 до 10 кг. Они предлагают несколько преимуществ по сравнению с большими конструкциями.
Во-первых, их небольшая масса снижает стоимость их запуска. Во многих случаях наноспутники можно использовать для запуска большей полезной нагрузки, просто чтобы использовать любую избыточную емкость. Наноспутники могут быть сделаны дешево, а их множество может быть спроектировано и построено одинаково. Это позволило бы отправлять парк наноспутников в одно и то же место.
Большая часть обсуждения вокруг поиска жизни сосредоточена вокруг больших судов или кораблей, которые приземляются в одном месте и имеют ограниченную мобильность. Марсоходы делают большую работу, но они могут исследовать только очень конкретные места. В некотором смысле это создает вид ошибки выборки. Трудно обобщить условия жизни в других мирах, когда мы выбрали только небольшую группу мест.
На Земле жизнь везде. Но Земля также является домом для экстремофилов, организмов, которые существуют только в экстремальных, труднодоступных местах. Подумайте о тепловых отверстиях на дне океана или глубоких темных пещерах. Если это та жизнь, которая существует в целевых мирах в нашей Солнечной системе, тогда существует большая вероятность, что нам потребуется отобрать множество мест, прежде чем мы их найдем. Это то, что находится за пределами возможностей наших роверов. Наноспутники могут быть частью решения. Флот из них, исследующих мир, такой как Энцелад или Европа, может ускорить наш поиск существующей жизни.
НАСА разработало и построило наноспутники для выполнения различных задач, таких как проведение биологических экспериментов и тестирование передовых силовых установок и технологий связи. В 2010 году они успешно развернули наноспутник из более крупного микроспутника. Если вы углубитесь в эту идею, вы увидите, как небольшой флот наноспутников может быть развернут в другом мире, после прибытия туда на другом более крупном корабле.
Микрофлюидика имеет дело с системами, которые манипулируют очень маленькими количествами жидкости, обычно в масштабе менее миллиметра. Идея заключается в создании микрочипов, которые обрабатывают образцы очень малого размера, и тестируют их на месте. НАСА проделало работу с микрофлюидикой, чтобы попытаться разработать способы мониторинга здоровья астронавтов в длительных космических рейсах, где нет доступа к лаборатории. Могут быть изготовлены микрожидкостные чипы, которые выполняют только одну или две функции и дают только один или два результата.
С точки зрения поиска существующей жизни в нашей Солнечной системе, микрофлюидика естественным образом соответствует наноспутникам. Замените медицинские диагностические возможности микрожидкостного чипа на диагностику биомаркеров, и вы получите крошечное устройство, которое можно установить на крошечный спутник. Поскольку функционирующие микрожидкостные чипы могут быть такими же маленькими, как и микропроцессоры, их можно смонтировать.
«Технические ограничения неизбежно ограничат роботизированные миссии, которые ищут доказательства жизни, несколькими избранными экспериментами». - Richard.C.Quinn, et. и др.
В сочетании с наноспутниками, микрофлюидика предлагает возможность одного и того же теста на жизнь, повторяющегося снова и снова в разных местах. Это, очевидно, очень привлекательно, когда дело доходит до поиска жизни. Команда, стоящая за идеей, подчеркивает, что их подход будет включать поиск простых строительных блоков, сложных биомолекул, вовлеченных в базовую биохимию, а также структур, которые необходимы клеточной жизни для существования. Выполнение этих тестов в нескольких местах было бы благом в поиске.
Некоторые технологии для микрофлюидного поиска жизни уже разработаны. Команда отмечает, что некоторые из них уже провели успешные демонстрации в микрогравитационных миссиях, такие как GeneSat, PharmaSat и SporeSat.
«Сочетание микрофлюидных систем с химическими и биохимическими сенсорами и сенсорными массивами предлагает некоторые из наиболее перспективных подходов к обнаружению существующего ресурса с использованием платформ с малой нагрузкой». - Richard.C.Quinn, et. и др.
Мы далеко от миссии в Европу или Энцелад. Но эта статья была о будущем видении поиска существующей жизни. Никогда не рано начать думать об этом.
Существуют некоторые очевидные препятствия для использования наноспутников для поиска жизни на Энцеладе или Европе. Эти миры заморожены, и нам нужно исследовать океаны под этими толстыми ледяными шапками. Каким-то образом наши крошечные наноспутники должны будут пройти через этот лед.
Кроме того, наноспутники, которые у нас сейчас есть, это просто спутники. Они предназначены для того, чтобы находиться на орбите вокруг тела. Как их можно превратить в крошечных, погружающихся в океан исследователей?
Нет сомнений, что кто-то где-то в НАСА уже думает об этом.
Общее представление о флоте малых судов, каждый из которых способен повторять базовые эксперименты в поисках жизни в разных местах, является вполне обоснованным. Что касается того, как это действительно получается, нам придется подождать и посмотреть.
