Przez długi czas pomysł znalezienia życia na innych światach był tylko snem science fiction. Ale w dzisiejszych czasach poszukiwanie życia szybko staje się praktycznym przedsięwzięciem. Teraz niektóre umysły z NASA spoglądają w przyszłość, szukając życia na innych światach i zastanawiają się, jak szukać efektywniej i wydajniej. Ich podejście koncentruje się na dwóch rzeczach: nano-satelitach i mikroprzepływach.
Życie jest oczywiste na Ziemi. Ale to inna historia dla innych światów w naszym Układzie Słonecznym. Mars jest obecnie naszym głównym celem dzięki pracy, którą wykonuje MSL Curiosity. Ale Ciekawość bada Marsa, aby dowiedzieć się, czy warunki na tej planecie kiedykolwiek sprzyjały życiu. Bardziej ekscytującą możliwością jest odnalezienie życia na innym świecie: czyli życiu, które istnieje teraz.
Podczas warsztatów Planetary Science Vision 2050 eksperci w dziedzinie nauki planetarnej i pokrewnych dyscyplin zgromadzili się, aby przedstawić pomysły na następne 50 lat badań w Układzie Słonecznym. Zespół kierowany przez Richarda Quinna z NASA Ames Research Center (ARC) przedstawił swoje pomysły na temat poszukiwania zachowanego życia w ciągu najbliższych kilku dekad.
Ich praca opiera się na dekadowym badaniu „Wizja i podróże dla nauki planetarnej w dekadzie 2013–2022”. To źródło potwierdza to, co większość z nas już wie: że nasze poszukiwania życia powinny koncentrować się na Marsie i tak zwanych „światach oceanów” naszego Układu Słonecznego, takich jak Enceladus i Europa. Pytanie brzmi: jak będzie wyglądało to wyszukiwanie?
Quinn i jego zespół przedstawili dwie technologie, na których możemy skupić nasze poszukiwania.
Nanosatelitarę klasyfikuje się jako coś o masie od 1 do 10 kg. Oferują kilka zalet w stosunku do większych konstrukcji.
Po pierwsze, ich niewielka masa sprawia, że koszt ich uruchomienia jest bardzo niski. W wielu przypadkach nanosatelity mogą być wspierane przy wprowadzaniu większej ładowności, aby wykorzystać nadwyżkę pojemności. Nanosatelity można wytwarzać tanio, a ich wielokrotność można zaprojektować i zbudować tak samo. Umożliwiłoby to wysłanie floty nanosatelitów do tego samego miejsca docelowego.
Większość dyskusji na temat poszukiwania życia koncentruje się wokół dużych statków lub lądowników, które lądują w jednym miejscu i mają ograniczoną mobilność. Łaziki marsjańskie wykonują świetną robotę, ale mogą badać tylko bardzo określone lokalizacje. W pewien sposób powoduje to rodzaj błędu próbkowania. Trudno jest uogólnić na temat warunków życia na innych światach, kiedy próbowaliśmy tylko niewielką garść lokalizacji.
Na Ziemi życie jest wszędzie. Ale Ziemia jest także domem dla ekstremofilów, organizmów, które istnieją tylko w ekstremalnych, trudno dostępnych miejscach. Pomyśl o otworach termicznych na dnie oceanu lub głębokich ciemnych jaskiniach. Jeśli takie życie istnieje na docelowych światach w naszym Układzie Słonecznym, istnieje duża szansa, że będziemy musieli przetestować wiele lokalizacji, zanim je znajdziemy. To coś, co przekracza możliwości naszych łazików. Nanosatelity mogą stanowić część rozwiązania. Ich flota badająca świat taki jak Enceladus czy Europa mogłaby przyspieszyć nasze poszukiwania życia.
NASA zaprojektowała i zbudowała nanosatelity do wykonywania różnych zadań, takich jak eksperymenty biologiczne i testowanie zaawansowanych technologii napędowych i komunikacyjnych. W 2010 r. Pomyślnie wdrożyli nanosatelitę z większego mikrosatelity. Jeśli rozwiniesz ten pomysł, zobaczysz, jak niewielka flota nanosatelitów mogłaby zostać rozmieszczona w innym świecie, po przybyciu na inny większy statek.
Mikrofluidyka zajmuje się systemami, które manipulują bardzo małymi ilościami płynu, zwykle w skali submilimetrowej. Chodzi o to, aby zbudować mikroczipy, które obsługują bardzo małe próbki i przetestować je na miejscu. NASA pracowała nad mikroprzepływami w celu opracowania sposobów monitorowania zdrowia astronautów podczas długich podróży kosmicznych, gdzie nie ma dostępu do laboratorium. Można wytwarzać mikroprzepływowe czipy, które mają tylko jedną lub dwie funkcje i dają tylko jeden lub dwa wyniki.
Jeśli chodzi o poszukiwanie trwałego życia w naszym Układzie Słonecznym, mikroprzepływ jest naturalnym dopasowaniem do nanosatelitów. Zastąp medyczne możliwości diagnostyczne mikroprzepływowego układu diagnostycznego biomarkerem, a masz maleńkie urządzenie, które można zamontować na małym satelicie. Ponieważ funkcjonujące mikropłyny mogą być tak małe jak mikroprocesory, można zamontować ich wiele.
„Ograniczenia techniczne nieuchronnie ograniczą roboty robotyczne, które szukają dowodów życia, do kilku wybranych eksperymentów.” - Richard C. Quinn i in. glin.
W połączeniu z nanosatelitami mikrofluidyka oferuje możliwość powtarzania tych samych kilku testów życia w wielu miejscach. Jest to oczywiście bardzo atrakcyjne, jeśli chodzi o poszukiwanie życia. Zespół stojący za tym pomysłem podkreśla, że ich podejście polegałoby na poszukiwaniu prostych bloków budulcowych, złożonych biomolekuł zaangażowanych w podstawową biochemię, a także struktur potrzebnych do życia komórki. Przeprowadzenie tych testów w wielu lokalizacjach byłoby dobrodziejstwem w wyszukiwaniu.
Niektóre technologie mikroprzepływowego poszukiwania życia zostały już opracowane. Zespół zwraca uwagę, że kilka z nich miało już udane demonstracje w misjach mikro-grawitacyjnych, takich jak GeneSat, PharmaSat i SporeSat.
„Połączenie systemów mikroprzepływowych z czujnikami chemicznymi i biochemicznymi oraz matrycami czujników oferuje jedne z najbardziej obiecujących podejść do wykrywania życia przy użyciu platform o małej ładowności”. - Richard C. Quinn i in. glin.
Jesteśmy daleko od misji do Europy lub Enceladus. Ale ten artykuł dotyczył przyszłej wizji poszukiwania zachowanego życia. Nigdy nie jest za wcześnie, aby o tym myśleć.
Istnieją pewne oczywiste przeszkody w używaniu nanosatelitów do poszukiwania życia na Enceladusie lub w Europie. Te światy są zamrożone, a oceany pod grubymi czapami lodowymi musimy zbadać. Jakoś nasze maleńkie nanosatelity musiałyby przedostać się przez ten lód.
Ponadto nanosatelity, które mamy teraz, są właśnie takie: satelity. Są zaprojektowane tak, aby znajdowały się na orbicie wokół ciała. Jak można je przekształcić w maleńkich oceanicznych odkrywców?
Nie ma wątpliwości, że ktoś gdzieś w NASA już o tym myśli.
Nadrzędna wizja floty małych jednostek, z możliwością powtarzania podstawowych eksperymentów w poszukiwaniu życia w wielu lokalizacjach, jest słuszna. Jeśli chodzi o to, jak się to rzeczywiście okaże, będziemy musieli poczekać i zobaczyć.
