Patrick Gasda je vědecký pracovník ve skupině Space Science and Applications v Los Alamos National Laboratory. Jako člen týmu OrganiCam pracuje s vedoucím týmu Rogerem Wiensem na studiu geochemie a astrobiologie Europy. Koncepční fáze OrganiCam je financována z programu Laboratory Directed Research and Development. Gasda přispěl tímto článkem do rubriky Space.com’s Expert Voices:
Při neuspokojivé absenci malých zelených mimozemšťanů na některém z Jupiterových měsíců nebo civilizace stavějící kanály na Marsu napíná pátrání po životě mimo Zemi naše vědecké a technologické schopnosti až k hranicím možností. Pokud tam život najdeme, bude maličký, na molekulární úrovni.
Po úspěšném startu koncem července rover Perseverance NASA tiše pluje vesmírem na své sedmiměsíční cestě k Marsu, kde bude prohledávat kráter Jezero a hledat důkazy o obyvatelnosti a životě. V této poklidné přestávce před přistáním vozítka na Rudé planetě na začátku příštího roku máme čas přemýšlet o budoucích misích hledajících život na jiných planetárních tělesech ve sluneční soustavě.
Související:
Tyto mise budou pátrat po biologických organických molekulách, stavebních kamenech na bázi uhlíku, z nichž se skládá vše živé, co známe. To proto, že pokud nakonec najdeme život – nebo důkazy o minulém životě – na Marsu nebo někde jinde, nebude to malý zelený mimozemšťan. Bude to biomolekula nebo zkamenělý bakteriální život.
Pátrání se zaměřuje na obyvatelná prostředí na Marsu i mimo něj. Nedávné mise k vnějším planetám pozorovaly důkazy o výronech vodní páry z Jupiterova měsíce Europa, což vyvolává zajímavou možnost existence organických molekul na jeho povrchu, pocházejících z oceánu pod ním. Kosmické sondy detekovaly organické molekuly v oblacích vycházejících ze Saturnova měsíce Enceladus. Nejnověji sonda NASA Dawn prolétla do vzdálenosti 22 mil (35 km) od povrchu Ceres, trpasličí planety v pásu asteroidů, a objevila solanku a pravděpodobně rozsáhlou hlubokou zásobárnu tekuté slané vody.
To všechno jsou místa s vysokou prioritou hledání.
Jako jedno z nejpravděpodobnějších míst pro nalezení života – a rozhodně nejbližší – se Mars stále těší naší pozornosti. Přestože chladná, suchá země, řídká atmosféra a extrémní záření na povrchu jsou životu nepřátelské, rover Curiosity, který nyní zkoumá Mars, našel organické molekuly. Jsou však biologické? Těžko říct, protože všechny molekuly na povrchu by byly během milionů let silně poškozeny radiací.
Biologické organické látky by mohly být rozšířenější v jeskyních s lávovými trubicemi na Marsu. V úkrytu hluboko v podzemí mohl kdysi život vzkvétat – nebo stále vzkvétá? – ve slaných solankách, které vytékaly z dnes již zaniklých povrchových jezer. Slaná voda má nižší teplotu mrznutí než obyčejná voda a teplo z pláště Marsu hluboko pod zemí by mohlo udržovat vodu v tekutém stavu.
Chceme-li zjistit, zda na Marsu mohl vzniknout život z organických molekul, musíme tam vyslat přístroje schopné tuto otázku zodpovědět, ale průzkum Marsu hluboko pod zemí je náročný úkol. Většina známých lávových trubic na Marsu má alespoň jeden světlík ústící na povrch. Nevíme sice, jak jsou tyto jeskyně hluboké, ale jejich ústí jsou široká 300 stop (91 metrů) a předpokládá se, že některé sestupují nejméně čtvrt míle (0,4 km) pod zem.
Proč tam nevletět? K tomu musí být naše přístroje jednoduché, robustní, lehké a kompaktní. Totéž platí pro vyslání přístrojů do drsných, ledových a vysoce radiačních prostředí Europy, Enceladu nebo Ceresu. Aby splnila tato náročná kritéria, využila Národní laboratoř Los Alamos své zkušenosti s navrhováním a provozováním přístrojů pro výzkum vesmíru a vyvinula nový model OrganiCam.
Život na Marsu: Jeden z předchozích přístrojů vyvinutých v Los Alamos, ChemCam, v současné době zkoumá Mars na vozítku Curiosity. Kamera ChemCam, umístěná vysoko na stožáru vozítka, vysílá infračervený laserový paprsek na skály a půdu, čímž vytváří horkou plazmu. Přístroj pak měří barvy světla v plazmatu, které poskytují informace o prvkovém složení hornin. Kamera poskytuje velmi detailní fotografie laserových cílů, které vědcům rovněž pomáhají určit geologii povrchu.
Objevy kamery ChemCam prohloubily naše znalosti o Marsu jako kdysi teplejší a obyvatelnější planetě, způsobily převrat v našem chápání geologie planety a přiměly nás revidovat směrem nahoru naše odhady dřívějšího množství povrchové vody a kyslíku v atmosféře – obou podmínek pro život.
SuperCam, vyvinutá společně Los Alamos a francouzskou kosmickou agenturou, je ChemCam na steroidech. Kamera SuperCam, která nyní pluje k Marsu v rámci mise Perseverance Mars 2020, kombinuje schopnosti ChemCam v oblasti dálkové chemie a zobrazování se dvěma mineralogickými technikami, díky čemuž dokáže ještě lépe detekovat sloučeniny související s možností života. Kromě toho dokáže zaznamenávat zvuk prostřednictvím mikrofonu, což je na Marsu poprvé.
Jako další větev rodokmenu přináší kamera OrganiCam další inovace, včetně unikátního rychlého fluorescenčního zobrazování pro detekci nejen organických látek, ale i biomolekul. Funguje to takto. Při stimulaci laserem vyzařují biologické organické molekuly rychlé záblesky světla (asi 100 nanosekund). Jiné materiály, například horniny, však vyzařují světlo pomaleji (mikrosekundy až milisekundy). OrganiCam používá stejnou superrychlou kameru jako SuperCam k měření těchto rychlých emisí, což nám umožňuje rozlišit biologické signály od horninového pozadí. V dalším kroku analýzy přístroje Ramanova spektroskopie identifikuje molekulární strukturu biologických materiálů, takže můžeme rozlišit vápenec od vulkanické horniny.
Kamera OrganiCam je také vybavena ultra-radiačně odolnými čočkami, vyšší energetickou účinností a lehčí a kompaktnější konstrukcí než její předchůdci, takže ji malý bezpilotní letoun může dopravit na mnohem více míst na Marsu, než kam by se mohla dostat pomocí vozítka. A co víc, dron by mohl přístroj zavést hluboko do některé z jeskyní s lávovými rourami. OrganiCam by se také dala snadno přizpůsobit misi na ledovém světě. (Video o OrganiCam si můžete prohlédnout zde.)
OrganiCam může být zaměřena i na pozemštější cíle. Dokáže nedestruktivně detekovat biologické materiály v unikátních vzorcích, aniž by je zničila, například materiál vrácený misemi z vnějších planet a asteroidů, a může vyhodnocovat přítomnost biologických organických látek v čistých prostorách, nemocnicích nebo jiných sterilních zařízeních, aby pomohla zastavit šíření infekcí nebo nečistot v průmyslových procesech.
Ačkoli jsou to pro tento nový přístroj úctyhodné úkoly, pro ty z nás, kteří jsme v týmu v Los Alamos OrganiCam vyvinuli, je lákadlem nalezení důkazů o životě na jiné planetě, měsíci, asteroidu nebo kometě. Objev takového rozsahu je snem každého vědce. Doufám, že budeme mít příležitost.
Sledujte nás na Twitteru @Spacedotcom nebo na Facebooku.
Nejnovější zprávy