I lang tid var tanken om at finde liv på andre verdener bare en science fiction-drøm. Men i vores moderne tid er søgningen efter livet hurtigt ved at blive en praktisk indsats. Nu ser nogle sind på NASA fremad for at søge efter livet på andre verdener og finde ud af, hvordan man kan søge mere effektivt og effektivt. Deres tilgang er centreret omkring to ting: nanosatellitter og mikrofluidik.
Livet er åbenlyst på Jorden. Men det er en anden historie for de andre verdener i vores solsystem. Mars er vores vigtigste mål lige nu med det arbejde, som MSL Curiosity udfører. Men Curiosity undersøger Mars for at finde ud af, om forholdene på den planet nogensinde var gunstige for livet. En mere spændende mulighed er at finde et levende liv i en anden verden: det vil sige livet, der findes lige nu.
På Planetary Science Vision 2050 Workshop var eksperter inden for planetarisk videnskab og beslægtede discipliner samlet for at præsentere ideer om de næste 50 års efterforskning i solsystemet. Et team ledet af Richard Quinn ved NASA Ames Research Center (ARC) præsenterede deres ideer om søgen efter et langt liv i de næste par årtier.
Deres arbejde er baseret på tiårsundersøgelsen "Vision og rejser for planetarisk videnskab i årtiet 2013-2022." Denne kilde bekræfter, hvad de fleste af os allerede er opmærksomme på: at vores søgning efter liv skal fokuseres på Mars og de såkaldte ”Ocean Worlds” i vores solsystem som Enceladus og Europa. Spørgsmålet er, hvordan ser den søgning ud?
Quinn og hans team skitserede to teknologier, som vi kunne centrere vores søgning omkring.
En nanosatellit klassificeres som noget med en masse mellem 1-10 kg. De tilbyder adskillige fordele i forhold til større design.
For det første holder deres lille masse omkostningerne ved at lancere dem meget lave. I mange tilfælde kan nanosatellitter være piggy-backed på lanceringen af en større nyttelast, bare for at bruge enhver overskydende kapacitet. Nanosatellitter kan laves billigt, og multipla af dem kan designes og bygges på samme måde. Dette ville gøre det muligt at sende en flåde af nanosatellitter til den samme destination.
De fleste af diskussionerne omkring søgen efter livscentre omkring store håndværk eller landere, der lander på et sted, og som har begrænset mobilitet. Mars-roverne laver godt arbejde, men de kan kun undersøge meget specifikke placeringer. På en måde skaber dette en slags samplingfejl. Det er vanskeligt at generalisere om forholdene for livet i andre verdener, når vi kun har taget stikprøve på en lille håndfuld placeringer.
På Jorden er livet overalt. Men Jorden er også hjemsted for ekstremofile organismer, der kun findes ekstreme, vanskeligt tilgængelige steder. Tænk på termiske åbninger på havbunden eller dybe, mørke huler. Hvis det er den slags liv, der findes på målverdenerne i vores solsystem, er der en stærk mulighed for, at vi bliver nødt til at prøve mange placeringer, før vi finder dem. Det er noget, der ligger uden for vores rovere. Nanosatellitter kunne være en del af løsningen. En flåde af dem, der undersøger en verden som Enceladus eller Europa, kunne fremskynde vores søgning efter et langt liv.
NASA har designet og bygget nanosatellitter til at udføre en række forskellige opgaver, såsom at udføre biologiske eksperimenter, og teste avancerede fremdrivnings- og kommunikationsteknologier. I 2010 implementerede de med succes en nanosatellit fra en større, mikrosatellit. Hvis du udvider den idé, kan du se, hvordan en lille flåde af nanosatellitter kunne blive indsat på en anden verden, efter at de ankom der på et andet større fartøj.
Microfluidics beskæftiger sig med systemer, der manipulerer meget små mængder væske, normalt i sub-millimeter skala. Tanken er at bygge mikrochips, der håndterer meget små prøvestørrelser, og teste dem in-situ. NASA har arbejdet med mikrofluidik for at forsøge at udvikle måder til overvågning af astronauternes helbred ved rejser med lang rum, hvor der ikke er adgang til et laboratorium. Der kan fremstilles mikrofluidiske chips, der kun har en eller to funktioner, og som kun giver et eller to resultater.
Med hensyn til søgen efter levende liv i vores solsystem er mikrofluidik en naturlig pasform med nanosatellitter. Udskift de medicinske diagnosefunktioner af en mikrofluidisk chip med en biomarkørdiagnostik, og du har en lille enhed, der kan monteres på en lille satellit. Da fungerende mikrofluidiske chips kan være så små som mikroprocessorer, kan der monteres multipla af dem.
”Tekniske begrænsninger vil uundgåeligt begrænse robotopgaver, der søger bevis på liv til nogle få udvalgte eksperimenter.” - Richard.C.Quinn, et. al.
Når det kombineres med nanosatellitter, giver mikrofluidika muligheden for, at de samme få test for livet gentages igen og igen flere steder. Dette er åbenlyst meget attraktivt, når det gælder søgen efter livet. Teamet bag ideen understreger, at deres tilgang vil involvere søgning efter enkle byggesten, de komplekse biomolekyler, der er involveret i grundlæggende biokemi, og også de strukturer, som cellelivet kræver for at kunne eksistere. At udføre disse test flere steder ville være en velsignelse i søgningen.
Nogle af teknologierne til mikrofluidisk søgning efter liv er allerede udviklet. Holdet påpeger, at flere af dem allerede har haft succesrige demonstrationer i mikro-tyngdekraftsmissioner som GeneSat, PharmaSat og SporeSat.
"Kombinationen af mikrofluidiske systemer med kemiske og biokemiske sensorer og sensorrækker tilbyder nogle af de mest lovende tilgange til detektion af ekstens levetid ved hjælp af platforme med lille nyttelast." - Richard.C.Quinn, et. al.
Vi er et stykke væk fra en mission til Europa eller Enceladus. Men dette papir handlede om fremtidens vision for søgen efter et langt liv. Det er aldrig for tidligt at begynde at tænke over det.
Der er nogle åbenlyse hindringer for at bruge nanosatellitter til at søge efter livet på Enceladus eller Europa. Disse verdener er frosne, og det er verdenshavene under de tykke iskapper, som vi er nødt til at undersøge. På en eller anden måde ville vores små nanosatellitter være nødt til at komme gennem den is.
De nanosatellitter, vi har nu, er også netop det: satellitter. De er designet til at være i kredsløb omkring en krop. Hvordan kunne de omdannes til bittesmå, havgående nedsænkende opdagelsesrejsende?
Der er ingen tvivl om, at nogen, et sted på NASA, allerede tænker på det.
Den overordnede vision om en flåde af små fartøjer, hver med evnen til at gentage grundlæggende eksperimenter, der søger liv på flere steder, er en sund en. Hvad angår hvordan det faktisk viser sig, bliver vi nødt til at vente og se.
