NASA'nın Perseverance Rover'ı Mars'ta Yaşamı Nasıl Arayacak?

NASA'nın Perseverance gezgini bu yaz yola çıktığında, bugüne kadarki herhangi bir uzay araştırma projesindeki en iddialı görevlerden biriyle karşı karşıya kalacak: Mars'ta yaşamın kanıtı. Mars'ta yaşam varsa, şimdi kesinlikle yoktur - öyleyse başka bir gezegende milyarlarca yıllık bir şeyin kanıtını nasıl arayabilirsiniz?

Cevap, şimdiye kadar başka bir gezegene gönderilen en ağır gezgini, milyonlarca yıllık kurumuş bir göl yatağını ve 20 fit öteden örnekleri buharlaştıran süper güçlü bir lazeri içeriyor. Daha fazlasını öğrenmek için iki NASA Mars uzmanıyla konuştuk.

Mars'ın kısa tarihi

Mars bugün, yaşam için uygun olmayan çok ince bir atmosfere sahip soğuk, çorak bir gezegendir. Ancak milyarlarca yıl önce, çok farklı bir yerdi, yüzey sularıyla kaplıydı ve muhtemelen kuzey yarımküresine yayılan muazzam bir okyanusa ev sahipliği yapıyordu. Bu faktörler, bir zamanlar yaşama ev sahipliği yapmış olabileceği anlamına gelir.

Katie, "Bildiğimiz şey, uzak geçmişinde Mars'ın yüzeyinde bol miktarda su olduğu. NASA'nın Jet Tahrik Laboratuvarı'nda Mars jeolojisi araştırmacısı olan Stack Morgan, söz konusu. “Bunun için bol miktarda kanıtımız var… gözlemlediğimiz mineraller Yüzeyde, gördüğümüz kara formları, yüzeye oyulmuş vadi ağları Mars'ın eski krater gölü havzalarında bu deltaların varlığı. Biz biliyoruz ki yüzeyde su vardı.”

Bu bilgi, yüzey sıcaklığının daha sıcak olması gerektiği gibi başka çıkarımlara yol açar, çünkü bugün suyun yüzeyde sürekli olarak sıvı olarak var olması için çok soğuktur. Ayrıca şunu önermektedir: Mars'ın atmosferi muhtemelen daha kalın ve zengindi bugün olduğundan daha

Suyun yüzeyde tam olarak ne kadar süre kaldığı konusunda bazı tartışmalar var, ancak bilim adamları onun ne için orada olduğu konusunda hemfikir. Morgan yığını "jeolojik olarak önemli zaman dilimleri" olarak tanımlandı.

Ve sıvı suyun olduğu yerde, yaşamın var olma potansiyeli vardır.

Mars'ta yaşam neye benziyor olabilirdi?

Araştırmacılar, bildiğimiz şekliyle yaşamı aradıklarını vurgulamakta dikkatliler - çünkü tamamen alışılmadık bir şeyi aramak imkansız olurdu. Ancak, Mars'ta yaşam olsaydı, bunun en azından Dünya'daki yaşama benzer olacağını varsaymak için iyi nedenler var.

"Dünyadaki mikrobiyal yaşamda değişkenlik var" Morgan yığını nem, sıcaklık, rakım ve diğerleri gibi çevresel faktörlere bağlı olarak söylendi. "Ama Mars'ta yaşam varsa, en azından tanınabilir olmasını beklememizin nedenlerinden biri, Gördüğümüz gibi, Mars'taki ayar türleri bir zamanlar bizim Mars'ta sahip olduğumuz ayar türlerine çok benziyordu. Toprak."

Mars'ta da Dünya'daki gibi göller olduğunu, deltalar, dağlar gibi özellikler olduğunu biliyoruz. var olduğunu biliyoruz Mars'taki organik molekülleryaşam tarafından yaratılmış olabileceği gibi diğer doğal süreçlerden de doğmuş olabilir. Gezegen tarihinin bir noktasında, bu olmuş olabilir. Dünyadan çok farklı değil Bugün.

Stack Morgan, "Mikropların, Mars'ta var olsalardı, Dünya'daki mikropların uyum sağladığı şekilde uyum sağlayacaklarına inanmak için her türlü nedenimiz var" dedi. "Bildiğimiz kadarıyla, Mars'ta yaşam için Dünya'da sahip olduğumuzla aynı bileşenlere sahibiz. Bu, Mars'ta yaşam bir zamanlar var olsaydı, onu tanıyacağımız konusunda güven veriyor."

Yaşamın kanıtı neye benziyor?

Öyleyse, bir zamanlar canlı olabilecek bir şeyi nasıl anlarız?

SHERLOC'un (Scanning Habitable) baş müfettişi Luther Beegle, ne yazık ki "tricorder yok" Perseverance gezicisinde Raman ve Organikler ve Kimyasallar için Lüminesans ile Ortamlar) aracı söylendi. "Bir şeye işaret edip 'Ah, hayat var' diyebileceğiniz hiçbir şey yok. Her şeye birlikte bakmak ve bilimsel bir sonuca varmak için gözden geçirmeniz gereken çok fazla bilgi var."

Beegle, "Potansiyel biyo imzalar dediğimiz şeyi arıyoruz," diye açıkladı. "Güneş sistemindeki herhangi bir bedende, size bir şey sallanmadığı sürece, buna yaşam diyip diyemeyeceğinizden emin değilim. Bu toplulukta hayatın ne olduğu ve onu nasıl algıladığınız konusunda ciddi bilimsel tartışmalarımız var.”

Bakteri matları gibi halihazırda yaşayan mikroorganizma topluluklarını tespit etmek kolay olacaktır. Ancak şu anda Mars'ta yaşayan organizmalar bulmamız pek olası değil, bu nedenle bilim adamları bunun yerine bu toplulukların geçmişte var olabileceğine dair kanıtlar arıyor.

Beegle, "Ancak, yüzeyde iki [milyar] ila üç milyar yıl oturduktan sonra bu toplulukların nasıl olacağını söylemek zor." Dedi. "Dolayısıyla, 'Bu kesinlikle canlıydı' dememizi sağlayacak hangi ölçümü yapabileceğimizi bilmek bizim için zor.

“Yapabileceğimiz şey, 'Bu gerçekten ilginç bir örnek. Bunun uzun zaman önce hayatta olması için iyi bir şans var. Bu örneği geri getirmeli ve karasal bir laboratuvarda incelemeliyiz.' Ve sonra bilimsel bir fikir birliğine varabilirsiniz.

Bir uzaylı fosili nasıl avlanır

Örneklerdeki kanıtları fiilen bulmak söz konusu olduğunda, ilk ve en bariz yöntem basitçe onu aramaktır.

"Eski yaşam belirtilerini aramanın ilk yolu kameralarınızdır." Morgan yığını açıkladı. "Etrafınızdaki araziyi hayal ediyorsunuz ve morfolojik özellikler dediğimiz şeylere bakıyorsunuz - şekiller ve kayalardaki dokular - olağandışı görünen veya fiziksel olarak oluşmamış olabilecekleri süreçler. Yani, burada Dünya'da düşünebileceğiniz en kolay örnek, makroskopik yaşam kanıtı ve karizmatik megafauna örnekleri açısından bir dinozor kemiğidir.

"Ancak Mars'taki aramanın daha incelik gerektireceğini düşünüyoruz. Önceki gezici görevler hiçbir şekilde megafauna gözlemlemediğinden, bu nedenle yaşam belirtileri arıyorsak, muhtemelen mikrobiyal ölçektedir.

Mars'taki mikrobiyal yaşam kanıtlarının nasıl görünebileceğini anlamak için, Dünya'daki kayalara ve eski yaşam belirtilerini nasıl koruduklarına bakabiliriz. "Kayalarda çok ince ölçekli şekiller ve dokular arıyoruz" Morgan yığını söz konusu. "Ama aynı zamanda, belki de alışılmadık bir şekilde kırışan kaya katmanları gibi şeyler. Ya da belki de beklemeyeceğimiz kalıplar.

Yaşam belirtileri aramanın diğer yolu, kayaların bileşimine, özellikle de potansiyel organiklerin varlığına odaklanmaktır. Organiklerin ve olağandışı kaya dokularının bir arada bulunması, bir zamanlar burada yaşam yaşandığını düşündürebilir.

Bu kompozisyon ve doku kombinasyonu, tam olarak Beegle'ın SHERLOC aracının araştırmak için tasarlandığı şeydir. Ve önceki gezici araçların aksine, kayaların dokusunu bozmadan numuneleri inceleyebilir. "Bu, Dünya'daki kendi kaya kaydımızda eski yaşamın kanıtlarını tam olarak böyle arıyoruz." Morgan yığını söz konusu. "Ve şimdi bunu Mars'ta yapabiliriz."

Kayaları analiz etmek için ışığı kullanma

SHERLOC'un en önemli aracı, bir örneğin neyden yapıldığını görmek için ışığı kullanan spektrometresidir. Beegle, "Bir şeye ışık tutarsınız ve onun yaydığı ışığın dalga boyuna bakarsınız, bu da size onun ne renk olduğunu söyler," diye açıkladı Beegle. "Ve o renge bakarak numune hakkında bir şeyler söyleyebilirsin."

Perseverance'ın SuperCam cihazı tarafından gerçekleştirilen lazer kaynaklı arıza spektroskopisi gibi birçok farklı spektroskopi türü vardır. yüksek güçlü lazer bir numuneyi buharlaştırır ve açığa çıkan bileşikleri analiz eder. Ancak yaşam kanıtı aramak için daha küçük ölçekte bakmanız ve tercihen tahribatsız bir yöntem kullanmanız gerekir, böylece bir örneği analiz etmek için yok etmeniz gerekmez.

SHERLOC, raman spektroskopisi adı verilen tahribatsız bir yöntem kullanır. Beegle, "Raman spektroskopisinde, bir şeyin amino asit mi, karbonat mı, kömür mü yoksa başka bir şey mi olduğunu anlayabilirsiniz." SHERLOC ayrıca organik moleküllerin varlığını tespit edebilen floresan spektroskopisi de yapabilir.

Bu yöntemler birlikte kullanıldığında bir numunenin organik olup olmadığı, sıvı ortamda oluşup oluşmadığı, yüksek sıcaklıkta olup olmadığı vb. gibi bilgiler verebilir. SHERLOC verileri ayrıca PIXL (Gezegensel Enstrüman) gibi diğer Perseverance araçlarından alınan verilerle birleştirilebilir. X-ışını Litokimya) veya Mastcam-Z'deki kameralar, herhangi bir numunenin nelerden oluştuğunun daha eksiksiz bir resmini verir. ile ilgili.

Çalışma için özellikle değerli olan, zamanla katmanlar halinde oluşan tortul kayaçlardır. Perseverance böyle bir örneği bulup analiz edebilirse, potansiyel olarak Mars'taki ortamın binlerce yılda nasıl geliştiğini görebilir ve hatta bir dizi bazalt tabakası içindeki karbonat tabakası gibi bir şey, bu da bölgenin belirli bir noktasında nadir ve önemli bir şeyin meydana geldiğini düşündürür. tarih.

Bir iniş noktası seçmek

Yaşam belirtileri aramak için, Mars'taki herhangi bir nokta yeterli olmayacaktır. NASA, arama için özellikle Jezero Krateri'ni seçti, çünkü onu şimdiye kadar bulduğumuz yaşam kanıtlarını koruma olasılığı en yüksek olan yer haline getiren belirli özelliklere sahip.

"Jezero, Mars'ta çok özel bir yer" Morgan yığını orada bir deltanın varlığından kaynaklandığını söyledi. “[Curiosity gezicisinin şu anda keşfetmekte olduğu] Gale Krateri de dahil olmak üzere, insanların gölleri olduğunu düşündüğü yüzlerce eski krater havzası var. Ancak her kraterin içinde korunmuş bir delta yoktur. Delta, bir nehir geniş bir havzaya açılıp tortusunu biriktirdiğinde oluşan kara şeklidir.”

Bir delta, bölgede bir zamanlar su olduğuna dair daha fazla kanıt sağlar ve keşfedilecek ilginç kayaların olacağı anlamına gelir.

"Jezero'yu çok özel yapan şey, suyun aktığı bir giriş vadisine sahip olmasıdır, ancak onu neredeyse benzersiz kılan, bir çıkış vadisinin varlığıdır." dedi Stack Morgan. "Basit, incelikli bir şey ama bunun ne kadar önemli olduğu dikkat çekici, çünkü bir koy vadiniz varsa, suyun içeri akması gerektiğini bilirsiniz. Ama bir çıkış vadiniz varsa, suyun çıkış vadisi seviyesine kadar dolması gerektiğini bilirsiniz.”

Bir göl sığ olsaydı, zaman zaman kuruyabilir ve yaşam barındırmayabilirdi. Ancak bir göl, uzun süre ayakta kalacak kadar derinse, yaşamın gelişmesi ve tutunması için burası çok daha olası bir yer olacaktır.

"Jezero, bize orada su olduğunu gösteren sadece kara formuna sahip değil, aynı zamanda kraterin tamamının dolduğuna dair kanıtlarımız da var." dedi Stack Morgan. "Bu, Jezero'nun yaşam aramak için iyi bir yer olduğuna dair güvenimizi artırmaya yardımcı oluyor, Gale dahil diğer yerler biraz daha kumar oynuyor."

Jezero'yu benzersiz kılan bir diğer şey de burada gözlemleyebildiğimiz mineraller. "Jezero Krateri, bu eski krater gölü havzalarından karbonat mineralleri içeren tek kişidir." Morgan yığını söz konusu. Yeryüzündeki karbonatlar, fosillerin yapısal temelini oluşturur ve Avustralya'daki Great Barrier Reef gibi mercan resiflerinde bulunur. Onları Mars'taki bir göl havzasında bulmak da aynı şeyi gösterebilir.

Sadece karbonatlar mevcut değil, aynı zamanda kraterin iç kenarı çevresinde bulunan, gölün sığ olduğu yer, onları bulmayı umduğumuz yer. Karbonatlar “yaşam için kanıtları korumada gerçekten iyidir” Morgan yığını söz konusu. "Dolayısıyla, yaşam aramak için Mars'ta bir yer seçmek zorunda kalsaydınız, sığ bir göl ortamının karbonat iç halkasına giderdiniz" - Jezero Krateri tam olarak bunu sunuyor.

Örnekleri Dünya'ya geri götürmek

Her ne kadar halk genellikle numuneleri anında analiz edebilen ve neyden yapıldığını görebilen sihirli bir makine fikrine sahip olsa da, CSI gibi, Gerçek şu ki, numune analiz süreci uzun zaman alıyor ve titizlikle yapılması gereken birçok adımdan oluşuyor. takip etti. Tüm bir analiz araçları paketini bir gezici araçta bulunan küçük bir alana sığdırmak mümkün değildir; gezici araçtaki boş alan bir ayakkabı kutusu büyüklüğünde - yani bir Mars örneğinin nelerden oluştuğunu gerçekten anlamak için onu eski haline geri götürmemiz gerekiyor. Toprak.

Bu nedenle, Perseverance'tan sonra Mars'ta yaşam arayışındaki bir sonraki adım, örnek dönüş görevi, hangisinde bir veya daha fazla uzay aracı Perseverance'ın topladığı kaya ve toprak örneklerini toplamak ve bunları Dünya'ya iade etmek için Mars'a gönderilir.

Beegle, "Yaşamı arayacaksanız, örnek bir geri dönüş görevi önemli bir sonraki adımdır," dedi. "Bir örneği geri getirmenize izin verdiği için, onu bir laboratuvara koyabilirsiniz, onun hakkında biraz bilgi sahibi olursunuz ve ardından her şeyi oradan planlayabilirsiniz.

"Her uzay görevinin yaptığı, orada ne bulacağınızı varsaymaktır - ve enstrümanlarınızı bu şekilde tasarlarsınız. Ama numune iadesi ile onu geri getirebilirsin, numune hakkında biraz daha tanımlarsın, çok fazla tahribatsız kullanırsın. BT taramaları ve X-ışını tomografisi gibi teknolojiler ve numune hakkında daha fazla şey anlarsınız, böylece deneylerinizi neye göre uyarlayabilirsiniz? örnek

“Öyleyse numune dönüşü gerçekten değerli ve gerçekten önemli… Mars'ta yaşam olup olmadığı sorusu için hayati önem taşıyor. Onsuz nasıl yaparsın bilmiyorum," diye ekledi Beegle.

Av bu yaz başlıyor

Perseverance gezgini, 17 Temmuz'da başlayan iki buçuk haftalık bir süre içinde bu yaz fırlatılacak. 18 Şubat'ta Mars'a inmeli ve oradan çevresini keşfetmeye ve örnekler almaya başlayabilir ve hatta belki de Dünya'nın yaşama ev sahipliği yapan tek gezegen olmadığına dair kanıtlar bulabilir.

Editörlerin Önerileri

• Kozmolojik bir işe gidip gelme: İnsanları Mars'a göndermenin zorlu lojistiği
• Mükemmel itme gücü: İnsanları Mars'a nasıl ulaştıracağız?
• Diğer gezegenlerdeki enerji santralleri: Mars'ta nasıl elektrik üreteceğiz?
• Hasat hidrasyonu: Gelecekteki yerleşimciler Mars'ta nasıl su yaratacak ve toplayacak?
• Astro-tarım: Mars'ta nasıl ekin yetiştireceğiz?