NASA का Perseverance रोवर मंगल ग्रह पर जीवन की खोज कैसे करेगा?

जब नासा का दृढ़ता रोवर इस गर्मी में लॉन्च होगा, तो यह आज तक के किसी भी अंतरिक्ष अन्वेषण परियोजना में सबसे महत्वाकांक्षी मिशनों में से एक का सामना करेगा: खोजने के लिए मंगल ग्रह पर जीवन के प्रमाण. यदि मंगल ग्रह पर कभी जीवन था, तो अब निश्चित रूप से नहीं है - तो आप किसी अन्य ग्रह पर अरबों वर्ष पुरानी किसी चीज़ के साक्ष्य की तलाश कैसे कर सकते हैं?

उत्तर में किसी दूसरे ग्रह पर भेजा गया अब तक का सबसे भारी रोवर, लाखों साल पुरानी सूखी हुई झील का तल और एक महाशक्तिशाली लेजर शामिल है जो 20 फीट दूर से नमूनों को वाष्पीकृत कर देता है। हमने और अधिक जानने के लिए नासा के दो मंगल विशेषज्ञों से बात की।

मंगल ग्रह का संक्षिप्त इतिहास

मंगल आज एक ठंडा, बंजर ग्रह है जिसका वातावरण बहुत पतला है जो जीवन के लिए अनुपयुक्त है। लेकिन अरबों साल पहले, यह एक बहुत ही अलग जगह थी, जो सतही पानी से ढकी हुई थी और संभवतः इसके उत्तरी गोलार्ध में फैले एक विशाल महासागर की मेजबानी भी कर रही थी। इन कारकों का मतलब है कि यह एक बार जीवन की मेजबानी कर सकता था।

"हम जो जानते हैं वह यह है कि सुदूर अतीत में मंगल की सतह पर प्रचुर मात्रा में पानी था," केटी स्टैक मॉर्गन, नासा की जेट प्रोपल्शन लैब में मंगल ग्रह के भूविज्ञान के शोधकर्ता, कहा। “हमारे पास इसके लिए प्रचुर सबूत हैं... जिन खनिजों का हम अवलोकन करते हैं सतह पर, भूमि के जो रूप हम देखते हैं, वे घाटी नेटवर्क सतह पर खुदे हुए हैं मंगल ग्रह की, प्राचीन क्रेटर झील घाटियों में इन डेल्टाओं की उपस्थिति। हम वह जानते हैं सतह पर पानी था.”

यह ज्ञान अन्य निष्कर्षों की ओर ले जाता है जैसे कि सतह का तापमान अधिक गर्म रहा होगा, क्योंकि आज पानी की सतह पर तरल के रूप में लगातार मौजूद रहने के लिए यह बहुत ठंडा है। इससे यह भी पता चलता है मंगल का वातावरण संभवतः अधिक सघन और समृद्ध था आज की तुलना में.

इस बात पर कुछ बहस है कि सतह पर पानी कितने समय तक था, लेकिन वैज्ञानिक इस बात पर सहमत हैं कि यह किसलिए था स्टैक मॉर्गन इसे "भौगोलिक रूप से महत्वपूर्ण समय अवधि" के रूप में वर्णित किया गया है।

और जहां तरल पानी है, वहां जीवन के अस्तित्व की संभावना है।

मंगल ग्रह पर जीवन कैसा दिखता होगा?

शोधकर्ता इस बात पर ज़ोर देने में सावधानी बरतते हैं कि वे जीवन की खोज वैसे ही कर रहे हैं जैसा हम जानते हैं - क्योंकि पूरी तरह से अपरिचित किसी चीज़ की खोज करना असंभव होगा। लेकिन यह मानने के अच्छे कारण हैं कि यदि मंगल ग्रह पर जीवन होता, तो यह कम से कम पृथ्वी पर जीवन के समान होता।

"पृथ्वी पर सूक्ष्मजीवी जीवन की परिवर्तनशीलता है," स्टैक मॉर्गन कहा, यह पर्यावरणीय कारकों जैसे आर्द्रता, तापमान, ऊंचाई और कई अन्य पर निर्भर करता है। "लेकिन जिन कारणों से हम मंगल ग्रह पर जीवन के अस्तित्व की उम्मीद करते हैं, उनमें से एक यह है कि वह कम से कम पहचानने योग्य होगा।" जैसा कि हम देख सकते हैं, मंगल ग्रह पर सेटिंग्स के प्रकार एक समय हमारे पास मौजूद सेटिंग्स के प्रकार के समान थे धरती।"

हम जानते हैं कि मंगल ग्रह पर पृथ्वी की तरह ही झीलें थीं, साथ ही डेल्टा और पहाड़ जैसी विशेषताएं भी थीं। हम जानते हैं कि वहाँ हैं मंगल ग्रह पर कार्बनिक अणु, जो जीवन द्वारा निर्मित हो सकता है लेकिन अन्य प्राकृतिक प्रक्रियाओं से भी उत्पन्न हो सकता है। ग्रह के इतिहास में किसी बिंदु पर, यह रहा होगा पृथ्वी से इतना भिन्न नहीं आज।

स्टैक मॉर्गन ने कहा, "हमारे पास यह विश्वास करने का हर कारण है कि यदि सूक्ष्मजीव मंगल ग्रह पर मौजूद होते, तो वे उसी तरह से अनुकूलित होते जैसे पृथ्वी पर सूक्ष्मजीवों ने अनुकूलित किया है।" “जहाँ तक हम जानते हैं, हमारे पास मंगल ग्रह पर जीवन के लिए वही सामग्रियाँ थीं जो यहाँ पृथ्वी पर थीं। इससे यह विश्वास पैदा होता है कि यदि मंगल ग्रह पर जीवन कभी अस्तित्व में था, तो हम इसे पहचान लेंगे।

जीवन का प्रमाण कैसा दिखता है

तो हम किसी ऐसी चीज़ का पता कैसे लगाएं जो कभी जीवित रही होगी?

दुर्भाग्य से, "कोई ट्राइकोर्डर नहीं है," लूथर बीगल, SHERLOC (स्कैनिंग हैबिटेबल) के मुख्य अन्वेषक पर्सिवरेंस रोवर पर एनवायरमेंट विद रमन एंड ल्यूमिनसेंस फॉर ऑर्गेनिक्स एंड केमिकल्स) उपकरण ने कहा। "ऐसा कुछ भी नहीं है जिसे आप किसी चीज़ की ओर इंगित करके कह सकें, 'ओह, वहाँ जीवन है।' आपको बहुत सारी जानकारी से गुज़रना होगा, हर चीज़ को एक साथ देखना होगा और एक वैज्ञानिक निष्कर्ष पर आना होगा।"

बीगल ने बताया, "हम उसकी तलाश कर रहे हैं जिसे हम संभावित जैव हस्ताक्षर कहते हैं।" “सौर मंडल में किसी भी पिंड पर, जब तक कोई चीज़ आपकी ओर लहरा नहीं रही हो, मुझे यकीन नहीं है कि आप इसे जीवन कह सकते हैं या नहीं। इस समुदाय में इस बारे में गंभीर वैज्ञानिक बहस चल रही है कि जीवन क्या है और आप इसका पता कैसे लगाते हैं।''

वर्तमान में जीवित सूक्ष्मजीव समुदायों जैसे बैक्टीरियल मैट का पता लगाना आसान होगा। लेकिन इसकी बहुत कम संभावना है कि हमें मंगल ग्रह पर वर्तमान में जीवित जीव मिलेंगे, इसलिए वैज्ञानिक इसके बजाय सबूत तलाशते हैं कि ये समुदाय अतीत में अस्तित्व में रहे होंगे।

बीगल ने कहा, "लेकिन यह कहना मुश्किल है कि दो [अरब] से तीन अरब वर्षों तक सतह पर रहने के बाद ये समुदाय कैसा होंगे।" "इसलिए हमारे लिए यह जानना कठिन है कि हम कौन सा माप ले सकते हैं जो हमें यह कहने में सक्षम करेगा: 'यह निश्चित रूप से जीवित था।'

"हम जो कर सकते हैं वह यह कहना है, 'यह वास्तव में एक दिलचस्प नमूना है। इस बात की अच्छी संभावना है कि यह बहुत समय पहले जीवित था। हमें इस नमूने को वापस लाना चाहिए और इसे स्थलीय प्रयोगशाला में देखना चाहिए।' और फिर आप एक वैज्ञानिक सहमति पर आ सकते हैं।'

किसी एलियन जीवाश्म का शिकार कैसे करें

जब वास्तव में नमूनों में साक्ष्य ढूंढने की बात आती है, तो पहली और सबसे स्पष्ट विधि बस इसकी तलाश करना है।

"पहला तरीका जिससे आप प्राचीन जीवन के संकेत खोजते हैं वह है अपने कैमरे से," स्टैक मॉर्गन व्याख्या की। "आप अपने आस-पास के इलाके की छवि बनाते हैं और आप जिसे हम रूपात्मक विशेषताएं कहते हैं - आकार आदि की तलाश करते हैं चट्टानों में बनावट - जो असामान्य लगती है या हो सकता है कि उनका निर्माण भौतिक रूप से न हुआ हो प्रक्रियाएँ। तो, जीवन के स्थूल साक्ष्य और करिश्माई मेगाफौना के उदाहरणों के संदर्भ में, पृथ्वी पर सबसे आसान उदाहरण जो आप सोच सकते हैं वह डायनासोर की हड्डी है।

“लेकिन हम उम्मीद करते हैं कि मंगल ग्रह पर खोज के लिए और अधिक सूक्ष्मता की आवश्यकता होगी। क्योंकि पिछले रोवर मिशनों ने किसी भी तरह से मेगाफौना का अवलोकन नहीं किया है, इसलिए यदि हम जीवन के संकेतों की तलाश कर रहे हैं, तो यह माइक्रोबियल पैमाने पर होने की संभावना है।

तो यह समझने के लिए कि मंगल ग्रह पर सूक्ष्मजीवी जीवन के साक्ष्य कैसे दिख सकते हैं, हम यहां पृथ्वी पर चट्टानों को देख सकते हैं और वे प्राचीन जीवन के संकेतों को कैसे संरक्षित करते हैं। "हम चट्टानों में बहुत अच्छे पैमाने के आकार और बनावट की तलाश करते हैं," स्टैक मॉर्गन कहा। “लेकिन चट्टान की परतों जैसी चीज़ें भी, जो शायद असामान्य तरीके से सिकुड़ जाती हैं। या शायद ऐसे पैटर्न जिनकी हमें उम्मीद नहीं होगी।”

जीवन के संकेतों को देखने का दूसरा तरीका चट्टानों की संरचना, विशेष रूप से संभावित जीवों की उपस्थिति पर ध्यान केंद्रित करना है। कार्बनिक पदार्थों की उपस्थिति और संयोजन में असामान्य चट्टानी बनावट से पता चलता है कि वहां कभी जीवन रहा था।

संरचना और बनावट का यह संयोजन बिल्कुल वैसा ही है जैसा कि बीगल के उपकरण SHERLOC को जांचने के लिए डिज़ाइन किया गया था। और पिछले रोवर्स के विपरीत, यह चट्टानों की बनावट को नष्ट किए बिना नमूनों की जांच कर सकता है। "इसी तरह हम पृथ्वी पर अपने स्वयं के रॉक रिकॉर्ड में प्राचीन जीवन के साक्ष्य की तलाश करते हैं," स्टैक मॉर्गन कहा। "और अब हम मंगल ग्रह पर ऐसा कर सकते हैं।"

चट्टानों का विश्लेषण करने के लिए प्रकाश का उपयोग करना

SHERLOC का सबसे महत्वपूर्ण उपकरण इसका स्पेक्ट्रोमीटर है, जो प्रकाश का उपयोग करके यह देखता है कि नमूना किस चीज़ से बना है। "आप किसी चीज़ पर प्रकाश डालते हैं और आप उससे निकलने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को देखते हैं, जो आपको बताता है कि यह कौन सा रंग है," बीगल ने समझाया। “और उस रंग को देखकर आप नमूने के बारे में कुछ बता सकते हैं।”

स्पेक्ट्रोस्कोपी के कई अलग-अलग प्रकार हैं, जैसे कि पर्सिवरेंस के सुपरकैम उपकरण द्वारा की जाने वाली लेजर-प्रेरित ब्रेकडाउन स्पेक्ट्रोस्कोपी, जिसमें ए उच्च शक्ति वाली लेजर एक नमूने को वाष्पीकृत कर देती है और दिए गए यौगिकों का विश्लेषण करता है। लेकिन जीवन के प्रमाण खोजने के लिए, आपको छोटे पैमाने पर देखने की ज़रूरत है और अधिमानतः एक गैर-विनाशकारी विधि का उपयोग करना होगा, ताकि आपको इसका विश्लेषण करने के लिए किसी नमूने को नष्ट न करना पड़े।

SHERLOC रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी नामक एक गैर-विनाशकारी विधि का उपयोग करता है। बीगल ने समझाया, "रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी में, आप बता सकते हैं कि कोई चीज़ अमीनो एसिड है, या कार्बोनेट है, या कोयला है, या कुछ और है।" SHERLOC फ्लोरोसेंट स्पेक्ट्रोस्कोपी भी कर सकता है, जो कार्बनिक अणुओं की उपस्थिति का पता लगा सकता है।

एक साथ उपयोग किए जाने पर, ये विधियाँ किसी नमूने के बारे में जानकारी दे सकती हैं जैसे कि क्या यह जैविक है, क्या यह तरल वातावरण में बना है, क्या यह उच्च तापमान पर है, इत्यादि। SHERLOC डेटा को PIXL (प्लैनेटरी इंस्ट्रूमेंट फॉर) जैसे अन्य दृढ़ता उपकरणों के डेटा के साथ भी जोड़ा जा सकता है किसी दिए गए नमूने की अधिक संपूर्ण तस्वीर देने के लिए एक्स-रे लिथोकेमिस्ट्री) या मास्टकैम-जेड पर कैमरे का।

अध्ययन के लिए विशेष रूप से मूल्यवान तलछटी चट्टानें हैं जो समय के साथ परतों में बनती हैं। यदि दृढ़ता ऐसे नमूने को ढूंढ और उसका विश्लेषण कर सकती है, तो यह संभावित रूप से देख सकता है कि हजारों वर्षों में मंगल ग्रह पर पर्यावरण कैसे विकसित हुआ - और इसकी एक झलक भी मिल सकती है बेसाल्टिक परतों के समूह के भीतर कार्बोनेट परत जैसा कुछ, जो बताता है कि क्षेत्र के किसी विशेष समय पर कुछ दुर्लभ और महत्वपूर्ण घटित हुआ था। इतिहास।

उतरने का स्थान चुनना

जीवन के संकेतों की तलाश के लिए मंगल ग्रह पर कोई भी स्थान पर्याप्त नहीं होगा। नासा ने विशेष रूप से खोज के लिए जेज़ेरो क्रेटर को चुना है, क्योंकि इसमें विशेष विशेषताएं हैं जो इसे जीवन के संरक्षित साक्ष्य के लिए अब तक हमें मिला सबसे संभावित स्थान बनाती हैं।

"मंगल ग्रह पर जेज़ेरो एक बहुत ही खास जगह है," स्टैक मॉर्गन कहा, वहां डेल्टा की उपस्थिति के कारण। “ऐसे सैकड़ों प्राचीन क्रेटर बेसिन हैं जिनके बारे में लोग सोचते हैं कि उनमें झीलें थीं, जिनमें गेल क्रेटर [जहां क्यूरियोसिटी रोवर वर्तमान में खोज कर रहा है] भी शामिल है। लेकिन हर क्रेटर में डेल्टा संरक्षित नहीं होता है। डेल्टा वह भूमि रूप है जो तब उत्पन्न होता है जब एक नदी एक बड़े बेसिन में खुलती है और अपनी तलछट जमा करती है।

डेल्टा इस बात का और सबूत देता है कि इस स्थल पर कभी पानी था, और इसका मतलब है कि वहां तलाशने के लिए दिलचस्प चट्टानें होंगी।

"जो चीज़ जेज़ेरो को बहुत खास बनाती है वह यह है कि इसमें एक प्रवेश घाटी है जहां से पानी बहता है, लेकिन जो चीज इसे लगभग अद्वितीय बनाती है वह है एक आउटलेट घाटी की उपस्थिति।" स्टैक मॉर्गन ने कहा। "यह एक सरल, सूक्ष्म बात है, लेकिन यह उल्लेखनीय है कि यह कितना महत्वपूर्ण है, क्योंकि यदि आपके पास एक प्रवेश घाटी है, तो आप जानते हैं कि पानी को अंदर बहना होगा। लेकिन यदि आपके पास एक आउटलेट घाटी है, तो आप जानते हैं कि पानी को आउटलेट घाटी के स्तर तक भरना होगा।

यदि कोई झील उथली होती, तो वह रुक-रुक कर सूख जाती और जीवन के लिए उपयुक्त नहीं रह जाती। लेकिन अगर कोई झील इतनी गहरी हो कि उसमें लंबे समय तक पानी जमा रहे, तो वह स्थान जीवन के विकसित होने और पनपने की अधिक संभावना होगी।

"जेज़ेरो के पास न केवल भूमि का आकार है जो हमें दिखाता है कि वहां पानी था, बल्कि हमारे पास इस बात के भी सबूत हैं कि पूरा गड्ढा भर गया था," स्टैक मॉर्गन ने कहा। "यही वह चीज़ है जो हमारे आत्मविश्वास को बढ़ाने में मदद करती है कि जेज़ेरो जीवन की तलाश के लिए एक अच्छी जगह है, जिस तरह से गेल सहित अन्य जगहें एक जुआ की तरह हैं।"

एक और चीज़ जो जेज़ेरो को अद्वितीय बनाती है वह खनिज हैं जिन्हें हम वहां देख सकते हैं। "जेज़ेरो क्रेटर इन प्राचीन क्रेटर झील बेसिनों में से एकमात्र है जिसमें कार्बोनेट खनिज हैं," स्टैक मॉर्गन कहा। पृथ्वी पर कार्बोनेट जीवाश्मों का संरचनात्मक आधार बनाते हैं और ऑस्ट्रेलिया में ग्रेट बैरियर रीफ की तरह प्रवाल भित्तियों में पाए जाते हैं। मंगल ग्रह पर झील के बेसिन में इनका पाया जाना भी यही संकेत दे सकता है।

न केवल कार्बोनेट मौजूद हैं - वे भी मौजूद हैं क्रेटर के भीतरी किनारे के आसपास स्थित है, जहां झील उथली रही होगी, यही वह जगह है जहां हम उनसे मिलने की उम्मीद करेंगे। कार्बोनेट्स "वास्तव में जीवन के साक्ष्य को संरक्षित करने में अच्छे हैं" स्टैक मॉर्गन कहा। "इसलिए यदि आपको जीवन की खोज के लिए मंगल ग्रह पर कोई जगह चुननी है, तो आप उथले झील के वातावरण की कार्बोनेट आंतरिक रिंग में जाएंगे" - जो कि जेज़ेरो क्रेटर बिल्कुल यही प्रदान करता है।

नमूने पृथ्वी पर वापस लाना

हालाँकि जनता के मन में अक्सर एक जादुई मशीन का विचार होता है जो नमूनों का तुरंत विश्लेषण कर सकती है और देख सकती है कि वे किस चीज़ से बने हैं, आ ला सीएसआई, वास्तविकता यह है कि नमूना विश्लेषण की प्रक्रिया में लंबा समय लगता है और इसमें कई चरण होते हैं जिन्हें काफी मेहनत से करना पड़ता है पालन ​​किया। रोवर पर उपलब्ध छोटी मात्रा में विश्लेषण उपकरणों के एक पूरे सूट को सिकोड़ना संभव नहीं है - कुछ उपकरण एक के आकार के हैं घर, और रोवर पर उपलब्ध स्थान एक शूबॉक्स के आकार का है - इसलिए वास्तव में यह समझने के लिए कि मंगल ग्रह के नमूने में क्या शामिल है, हमें इसे वापस लाने की आवश्यकता है धरती।

इसीलिए Perseverance के बाद मंगल ग्रह पर जीवन की खोज में अगला कदम है नमूना वापसी मिशन, जिसमें एक या अधिक अंतरिक्ष यान पर्सीवरेंस द्वारा एकत्र किए गए चट्टान और मिट्टी के नमूने एकत्र करने और उन्हें पृथ्वी पर वापस लाने के लिए मंगल ग्रह पर भेजा जाता है।

बीगल ने कहा, "यदि आप जीवन की तलाश करने जा रहे हैं, तो नमूना वापसी मिशन एक आवश्यक अगला कदम है।" “क्योंकि यह आपको एक नमूना वापस लाने की अनुमति देता है, आप इसे एक प्रयोगशाला में रख सकते हैं, आप इसके बारे में थोड़ा जानते हैं, और फिर आप वहां से सब कुछ योजना बना सकते हैं।

“हर अंतरिक्ष मिशन यह मानता है कि आप वहां क्या खोजने जा रहे हैं - और इसी तरह आप अपने उपकरणों को डिजाइन करते हैं। लेकिन नमूना वापसी के साथ, आप इसे वापस ला सकते हैं, आप नमूने के बारे में थोड़ा और अधिक पहचानते हैं, आप बहुत सारे गैर-विनाशकारी का उपयोग करते हैं सीटी स्कैन और एक्स-रे टोमोग्राफी जैसी प्रौद्योगिकियां, और आप नमूने के बारे में अधिक समझते हैं ताकि आप अपने प्रयोगों को उसके अनुरूप बना सकें नमूना है.

“तो नमूना वापसी वास्तव में मूल्यवान है, और वास्तव में महत्वपूर्ण है… यह इस सवाल के लिए महत्वपूर्ण है कि मंगल ग्रह पर जीवन मौजूद था या नहीं। मैं नहीं जानता कि आप इसके बिना यह कैसे करेंगे,'' बीगल ने कहा।

शिकार इस गर्मी में शुरू होता है

पर्सिवियरेंस रोवर इस गर्मी में 17 जुलाई से शुरू होने वाली ढाई सप्ताह की अवधि में लॉन्च करने के लिए तैयार है। इसे 18 फरवरी को मंगल ग्रह पर उतरना चाहिए, और वहां से इसके आसपास की खोज शुरू कर सकता है और नमूने लेना शुरू कर सकता है, और शायद इस बात का सबूत भी ढूंढ सकता है कि पृथ्वी एकमात्र ऐसा ग्रह नहीं है जहां जीवन है।

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