År 2015 uttalade då den dåvarande NASA-forskaren Ellen Stofan att: "Jag tror att vi kommer att ha starka indikationer på livet utanför jorden under det kommande decenniet och definitiva bevis på de kommande 10 till 20 åren." Med flera uppdrag som är planerade att söka efter fiendevis på liv (tidigare och nuvarande) på Mars och i det yttre solsystemet verkar detta knappast som en orealistisk bedömning.
Men naturligtvis är det inte lätt att hitta bevis på livet. Förutom oro över föroreningar finns det också de och riskerna som följer med att arbeta i extrema miljöer - vilket letar efter liv i solsystemet säkert kommer att innebära. Alla dessa farhågor väcktes vid en ny FISO-konferens med titeln "Mot in situ-sekvensering för livdetektion", som var värd av Christopher Carr från MIT.
Carr är forskarforskare med MIT: s avdelning för jord-, atmosfär- och planetiska vetenskaper (EAPS) och en forskningsstipendiat vid institutionen för molekylärbiologi vid Massachusetts General Hospital. Under nästan 20 år har han ägnat sig åt studiet av livet och sökandet efter det på andra planeter. Därför varför han också är den vetenskapliga huvudutredaren (PI) för instrumentet Sök efter utomjordiska gener (SETG).
Ledd av Dr. Maria T. Zuber - E. A. Griswold professor i geofysik vid MIT och chefen för EAPS - den tvärvetenskapliga gruppen bakom SETG inkluderar forskare och forskare från MIT, Caltech, Brown University, arvard och Claremont Biosolutions. Med stöd från NASA har SETG-teamet arbetat för att utveckla ett system som kan testa för livet in situ.
Carr introducerade sökandet efter utomjordiskt liv och beskrev den grundläggande metoden på följande sätt:
”Vi kunde leta efter livet eftersom vi inte vet det. Men jag tycker att det är viktigt att börja från livet som vi vet det - för att extrahera både livets egenskaper och livssärdrag och överväga om vi borde leta efter livet som vi också känner till, i samband med att vi letar efter liv bortom jorden. ”
I detta syfte försöker SETG-teamet utnyttja den senaste utvecklingen inom biologisk testning på plats för att skapa ett instrument som kan användas av robotuppdrag. Denna utveckling inkluderar skapandet av bärbara DNA / RNA-testanordningar som MinION, samt Biomolecule Sequencer-utredningen. Uppfört av astronauten Kate Rubin 2016 var detta den första DNA-sekvensering som ägde rum ombord på den internationella rymdstationen.
Med utgångspunkt i dessa och det kommande Genes in Space-programmet - som gör det möjligt för ISS-besättningar att sekvensera och undersöka DNA-prover på plats - söker SETG-teamet skapa ett instrument som kan isolera, upptäcka och klassificera alla DNA- eller RNA-baserade organismer i utomjordiska miljöer. I processen kommer det att tillåta forskare att testa hypotesen att livet på Mars och andra platser i solsystemet (om det finns) är relaterat till livet på jorden.
För att bryta ned denna hypotes är det en allmänt accepterad teori att syntesen av komplexa organiska ämnen - som inkluderar nukleobaser och ribosprekursorer - inträffade tidigt i solsystemets historia och ägde rum i solnebulan från vilken planeterna alla bildades. Dessa organiska ämnen kan då ha levererats av kometer och meteoriter till flera potentiellt bebörliga zoner under den sena tunga bombardemangsperioden.
Känd som litopansermia är denna teori en liten vridning på idén att livet distribueras i hela kosmos av kometer, asteroider och planetoider (alias panspermia). När det gäller Jorden och Mars baseras bevis på att livet kan vara relaterat delvis på meteoritprover som är kända för att ha kommit till Jorden från Röda planeten. Dessa var själva produkten av asteroider som slog Mars och sparkade upp ejecta som så småningom fångades av jorden.
Genom att undersöka platser som Mars, Europa och Enceladus kommer forskare också att kunna delta i en mer direkt inställning när det gäller att söka efter liv. Som Carr förklarade:
"Det finns ett par huvudmetoder. Vi kan ta en indirekt strategi och titta på några av de nyligen identifierade exoplaneterna. Och hoppet är att med James Webb rymdteleskop och andra markbaserade teleskop och rymdbaserade teleskop, att vi kommer att kunna börja avbilda atmosfären av exoplaneter i mycket större detalj än karaktärisering av dessa exoplaneter har [möjliggjort för ] hittills. Och det kommer att ge oss high-end, det kommer att ge förmågan att titta på många olika potentiella världar. Men det kommer inte att tillåta oss att åka dit. Och vi kommer bara ha indirekta bevis genom till exempel atmosfäriska spektra. ”
Mars, Europa och Enceladus ger en direkt möjlighet att hitta liv eftersom alla har visat förhållanden som är (eller var) som bidrar till livet. Medan det finns gott om bevis på att Mars en gång hade flytande vatten på ytan, har Europa och Enceladus båda hav under marken och har visat bevis på att de är geologiskt aktiva. Därför skulle varje uppdrag till dessa världar få i uppdrag att titta på rätt platser för att upptäcka bevis på liv.
På Mars, konstaterar Carr, kommer detta att leda till att titta på platser där det finns en vattencykel, och kommer troligen att involvera lite spelunking:
”Jag tror att vårt bästa alternativ är att komma åt underytan. Och det här är väldigt svårt. Vi måste borra eller på annat sätt komma åt regioner under rymdstrålningens räckvidd som kan förstöra organiskt material. Och en möjlighet är att gå till färska slagkratrar. Dessa slagkratrar kan exponera material som inte strålningsbearbetades. Och kanske skulle en region där vi kanske vill åka vara någonstans där en färsk slagkrater skulle kunna ansluta till ett djupare underjordiskt nätverk - där vi kan få tillgång till material som kanske kommer ut från undergrunden. Jag tror att det förmodligen är vårt bästa alternativ för att hitta liv på Mars idag för tillfället. Och en plats vi kunde titta på skulle vara i grottorna; till exempel ett lavarör eller något annat grottesystem som kan erbjuda skärmning mot UV-strålning och kanske också ge viss tillgång till djupare regioner inom den Martiska ytan. ”
När det gäller “havsvärldar” som Enceladus, skulle man leta efter livstecken troligtvis utforska runt dess södra polära region där höga vattenflöden har observerats och studerats tidigare. I Europa skulle det troligtvis innebära att man söker “kaosregioner”, platserna där det kan finnas interaktioner mellan ytisen och det inre havet.
Att utforska dessa miljöer innebär naturligtvis några allvarliga tekniska utmaningar. Till att börja med skulle det kräva omfattande planetskydd för att säkerställa att kontaminering förhindrades. Dessa skydd skulle också vara nödvändiga för att säkerställa att falska positiver undviks. Inget värre än att upptäcka en DNA-belastning på en annan astronomisk kropp, bara för att inse att det faktiskt var en hudflinga som föll i skannern före lanseringen!
Och sedan finns det svårigheterna med att driva ett robotuppdrag i en extrem miljö. På Mars är det alltid frågan om solstrålning och dammstormar. Men på Europa finns det den extra faran som Jupiters intensiva magnetiska miljö utgör. Att utforska vattenflöden som kommer från Enceladus är också mycket utmanande för en orbiter som troligen skulle gå fort över planeten vid den tiden.
Men med tanke på potentialen för vetenskapliga genombrott, är ett sådant uppdrag väl värt värk och smärta. Det skulle inte bara tillåta astronomer att testa teorier om utvecklingen och distributionen av livet i vårt solsystem, det kan också underlätta utvecklingen av avgörande teknik för rymdutforskning och resultera i några allvarliga kommersiella tillämpningar.
Med tanke på framtiden förväntas framsteg inom syntetisk biologi leda till nya behandlingar av sjukdomar och förmågan att 3-D trycka biologiska vävnader (även "bioprinting"). Det kommer också att bidra till att säkerställa människors hälsa i rymden genom att hantera bentäthetsförlust, muskelatrofi och minskad organ- och immunfunktion. Och sedan finns det förmågan att odla organismer som är speciellt designade för livet på andra planeter (kan du säga terraforming?)
Utöver allt detta ger förmågan att göra sökningar in situ efter liv på andra solplaneter också forskare möjlighet att besvara en brinnande fråga, en som de har kämpat med i årtionden. Kort sagt, är kolbaserat liv universellt? Hittills har alla försök att besvara denna fråga i stort sett varit teoretiska och har involverat den "låghängande fruktvarianten" - där vi har letat efter tecken på liv som vi känner till det, med huvudsakligen indirekta metoder.
Genom att hitta exempel som kommer från andra miljöer än Jorden skulle vi vidta några viktiga steg för att förbereda oss för de typer av "nära möten" som kan hända längs vägen.
