Poszukiwania życia przez NASA: Astrobiologia w Układzie Słonecznym i poza nim | NASA
Źródło grafiki:
NASA
Czy jesteśmy sami we Wszechświecie? Jak dotąd jedyne znane nam życie jest właśnie tutaj na Ziemi. Ale tutaj, w NASA, naukowcy nadal szukają życia, które może być gdzie indziej.
NASA bada Układ Słoneczny i nie tylko, aby pomóc nam odpowiedzieć na podstawowe pytanie dotyczące życia poza naszą ojczystą planetą. Od badania zdolności do zamieszkania na Marsie, sondowania obiecujących „światów oceanicznych”, takich jak Tytan i Europa, po identyfikowanie planet wielkości Ziemi wokół odległych gwiazd, a ziemskie misje naukowe współpracują ze sobą, aby znaleźć niewątpliwe oznaki życia poza Ziemią (pole nauki zwanej astrobiologią).
Poprzez badania z dziedziny astrobiologii NASA inwestuje w zrozumienie pochodzenia, ewolucji i ograniczeń życia na Ziemi. Ta praca była istotnym czynnikiem w kształtowaniu pomysłów na to, na czym należy skoncentrować wysiłki w poszukiwaniu życia. W miarę, jak NASA bada Układ Słoneczny, nasze rozumienie życia na Ziemi i potencjału życia na innych światach zmieniło się wraz z wieloma odkryciami. Badania organizmów w ekstremalnych środowiskach na Ziemi, od polarnego płaskowyżu Antarktydy po głębiny oceanu, wykazały, że życie, jakie znamy jest wysoce przystosowalne, ale nie zawsze łatwe do znalezienia. Poszukiwanie życia wymaga wielkiej staranności i opiera się na wiedzy, którą zdobywamy badając życie na Ziemi przez pryzmat astrobiologii. Jeśli coś tam jest, możemy jeszcze nie wiedzieć, jak to rozpoznać.
Zanurzcie się w przeszłość, teraźniejszość i przyszłość poszukiwań życia we Wszechświecie przez NASA.
Przeszłe misje
Viking 1 i 2
Ponad 45 lat temu Viking Project znalazł swoje miejsce w historii, kiedy stał się pierwszą amerykańską misją, która bezpiecznie wylądowała statkiem kosmicznym na powierzchni Marsa.
Viking 1 i 2, każdy składający się z orbitera i lądownika, były pierwszą próbą NASA poszukiwania życia na innej planecie, a tym samym pierwszą misją poświęconą astrobiologii. Eksperymenty biologiczne misji ujawniły nieoczekiwaną aktywność chemiczną w marsjańskiej glebie, ale nie dostarczyły wyraźnych dowodów na obecność żywych mikroorganizmów w pobliżu miejsc lądowania.
Galileusz
Misja NASA Galileo krążyła wokół Jowisza przez prawie osiem lat i wykonywała bliskie przeloty przez wszystkie jego główne księżyce. Galileo zwrócił dane, które nadal kształtują astrobiologię - szczególnie odkrycie, że lodowy księżyc Jowisza Europa ma dowody na istnienie podpowierzchniowego oceanu z większą ilością wody niż całkowita ilość wody w stanie ciekłym znaleziona na Ziemi. Odkrycia te rozszerzyły również poszukiwania nadających się do zamieszkania środowisk poza tradycyjną „strefą nadającą się do zamieszkania” układu gwiezdnego, czyli odległością od gwiazdy, w której woda w stanie ciekłym może utrzymywać się na powierzchni planety.
Cassini
Przez ponad dekadę sonda Cassini dzieliła cuda Saturna i jego rodziny lodowych księżyców - zabierając nas do zdumiewających światów i poszerzając nasze zrozumienie rodzajów światów, w których może istnieć życie.
Po raz pierwszy astrobiologom udało się przejrzeć przez gęstą atmosferę Tytana i zbadać powierzchnię księżyca, gdzie znaleźli jeziora i morza wypełnione ciekłymi węglowodorami. Astrobiolodzy badają, co te ciekłe węglowodory mogą oznaczać dla potencjału życia na Tytanie. Cassini była także świadkiem erupcji lodowych pióropuszy z małego księżyca Saturna, Enceladusa. Przelatując przez pióropusze, statek kosmiczny znalazł ślady słonej wody i organicznych substancji chemicznych. To wywołało pytania, czy pod powierzchnią Enceladusa mogą istnieć nadające się do zamieszkania środowiska.
Spirit i Opportunity Mars Exploration Rovers
Bliźniacze Mars Exploration Rovers, Spirit i Opportunity, należące do NASA, wystartowały w kierunku Marsa w 2003 roku w poszukiwaniu odpowiedzi na temat historii wody na Marsie. Pierwotnie trzymiesięczna misja główna przedłużyła się, gdyż obaj robotyczni odkrywcy znacznie przetrwali swoje pierwotne misje i spędzili lata na gromadzeniu danych na powierzchni Marsa.
Spirit i Opportunity były pierwszą misją, która udowodniła, że woda w stanie ciekłym, kluczowy składnik życia, kiedyś przepływała przez powierzchnię Marsa. Ich odkrycia ukształtowały naszą wiedzę na temat geologii Marsa i przeszłych środowisk, a co ważniejsze, sugerują, że dawne środowiska na Marsie mogły kiedyś nadawać się do życia.
Kepler i K2
Pierwsza misja NASA polegająca na polowaniu na planety, Kosmiczny Teleskop Keplera, utorowała drogę poszukiwaniom życia w Układzie Słonecznym i poza nim. Ważną częścią pracy Keplera była identyfikacja planet wielkości Ziemi wokół odległych gwiazd.
Po dziewięciu latach w głębokim kosmosie, zebrawszy dane, które wskazują, że nasze niebo jest wypełnione miliardami ukrytych planet - więcej planet niż gwiazd - teleskop kosmiczny wycofał się w 2018 roku. Kepler pozostawił po sobie ponad 2600 odkryć egzoplanet, z których wiele może być obiecującymi miejscami na życie.
Spitzer
W ciągu szesnastu lat spędzonych w Kosmosie Kosmiczny Teleskop Spitzera ewoluował, stając się wiodącym narzędziem do badania egzoplanet, wykorzystując swój obraz Wszechświata w podczerwieni. Spitzer zapoczątkował nową erę w planetologii jako jeden z pierwszych teleskopów, które bezpośrednio wykrywały światło z atmosfer planet poza Układem Słonecznym, czyli egzoplanet. Umożliwiło to naukowcom zbadanie składu tych atmosfer, a nawet poznanie pogody na tych odległych światach.
Instrumenty na podczerwień Spitzera pozwoliły naukowcom zajrzeć w kosmiczne regiony ukryte przed teleskopami optycznymi, w tym gwiezdne żłobki otoczone pyłem, centra galaktyk i nowo powstające układy planetarne. Podczerwone czujniki Spitzera umożliwiły również astronomom dostrzeżenie chłodniejszych obiektów w kosmosie, takich jak nieudane gwiazdy (brązowe karły), planety pozasłoneczne, gigantyczne obłoki molekularne i molekuły organiczne, które mogą skrywać tajemnicę życia na innych planetach.
Aktualne misje
Hubble
Od czasu wystrzelenia w 1990 roku, Kosmiczny Teleskop Hubble'a wniósł ogromny wkład w astrobiologię. Astronomowie wykorzystali ten teleskop do wykonania pierwszych pomiarów składu atmosferycznego planet pozasłonecznych, a Hubble obecnie szybko ustala charakterystykę atmosfery egzoplanet ze składnikami takimi, jak sód, wodór i para wodna. Obserwacje Hubble'a dostarczają również wskazówek na temat formowania się planet, dzięki badaniom dysków pyłu i gruzu wokół młodych gwiazd.
Nie wszystkie prace Hubble'a dotyczą odległych celów. Tego teleskopu używano również do badania ciał niebieskich w Układzie Słonecznym, w tym asteroid, komet, planet i księżyców, takich jak intrygujące lodowe księżyce z oceanami, Europa i Ganimedes. Hubble dostarczył bezcennego wglądu w potencjał życia w Układzie Słonecznym i poza nim.
MAVEN
Misja NASA badająca atmosferę Mars Atmosphere and Volitile Evolution (MAVEN) wystartowała w listopadzie 2013 roku i zaczęła okrążać Marsa mniej więcej rok później. Od tego czasu misja wniosła fundamentalny wkład w poznanie historii marsjańskiej atmosfery i klimatu.
Astrobiolodzy pracują z tymi danymi atmosferycznymi, aby lepiej zrozumieć, jak i kiedy Mars utracił wodę, oraz zidentyfikować okresy w historii Marsa, kiedy na powierzchni planety najprawdopodobniej istniały środowiska nadające się do zamieszkania.
Mars Odysey
Przez dwie dekady Mars Odysey NASA - najdłużej działający na Marsie ziemski statek kosmiczny - pomagał lokalizować lód, oceniać miejsca lądowania i badać tajemnicze księżyce planety.
Odysey dostarczyła globalne mapy pierwiastków chemicznych i minerałów, z których składa się powierzchnia Marsa. Te szczegółowe mapy są wykorzystywane przez astrobiologów do określenia ewolucji marsjańskiego środowiska i jego potencjału do życia.
Mars Reconnaissance Orbiter
Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), misja prowadzona przez NASA, poszukuje dowodów na to, że woda utrzymywała się na powierzchni Marsa przez długi czas. Podczas gdy inne misje na Marsa wykazały, że woda płynęła po powierzchni w historii Marsa, pozostaje zagadką, czy woda kiedykolwiek istniała wystarczająco długo, aby zapewnoć siedlisko życia.
Dane z MRO są niezbędne dla astrobiologów badających potencjał nadających się do zamieszkania środowisk na dawnym i obecnym Marsie. Ponadto badania te są ważne w budowaniu modeli klimatycznych Marsa oraz do wykorzystania w porównawczych badaniach planetologicznych pod kątem potencjalnej możliwości zamieszkania egzoplanet krążących wokół odległych gwiazd.
Curiosity Mars Rover
Curiosity Mars Rover bada, czy na Marsie kiedykolwiek istniały środowiska zdolne podtrzymać życie mikrobiologiczne. Innymi słowy, jego misją jest ustalenie, czy planeta posiada wszystkie składniki potrzebne do życia - takie jak woda, węgiel i źródło energii - poprzez badanie klimatu i geologii.
Minęło prawie dziewięć lat od wylądowania Curiosity na Marsie w 2012 roku, a robot-geolog wciąż dokonuje nowych odkryć. Curiosity dostarczył dowodów na to, że jeziora słodkowodne wypełniły Gale Grater miliardy temu. Jeziora i wody gruntowe przetrwały miliony lat i zawierały wszystkie kluczowe pierwiastki niezbędne do życia, co dowodzi, że Mars był kiedyś zdatny do zamieszkania.
Misja TESS
Transiting Exoplanet Survey Satelite (TESS) to kolejny krok w poszukiwaniu planet spoza naszego układu planetarnego, w tym tych, które mogłyby wspierać życie. Wystrzelony w 2018 r. TESS ma misję zbadania całego nieba i oczekuje się, że odkryje i skataloguje tysiące egzoplanet wokół pobliskich jasnych gwiazd.
Do tej pory TESS odkrył ponad 120 potwierdzonych egzoplanet i ponad 2600 kandydatów na planety. Łowca planet będzie nadal wyszukiwał cele egzoplanet, które później nadchodząca misja Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba pozwoli zbadać bardziej szczegółowo.
Perseverance Mars Rover
Najnowszy robot-astrobiolog NASA, łazik Perseverance Mars Rover, bezpiecznie wylądował na Marsie 18 lutego 2021 roku i rozpoczyna nową erę (nowy etap) eksploracji Czerwonej Planety. Perseverance będzie poszukiwać śladów pradawnego życia mikrobiologicznego, które posuną naprzód dążenia agencji do zbadania przeszłości Marsa.
Tym, co naprawdę wyróżnia tę misję, jest to, że łazik ma wiertło do zbierania próbek rdzenia marsjańskiej skały i gleby i będzie przechowywać je w zamkniętych tubach do odbioru przez przyszłą misję Mars Sample Return, która przetransportuje je z powrotem na Ziemię w celu szczegółowej analizy.
Nadchodzące misje
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba
James Web Space Telescope lub Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (lub po prostu Webb), teleskop, którego uruchomienie planowane jest na 2021 roku, będzie pomocny w obserwacjach Kosmosu w następnej dekadzie. Webb to duży teleskop na podczerwień z 6,5-metrowym zwierciadłem głównym.
Obserwacje Webba zostaną wykorzystane do zbadania każdego etapu historii wszechświata, w tym planet i księżyców w Układzie Słonecznym oraz powstawania odległych układów gwiezdnych potencjalnie zdolnych do podtrzymania życia na egzoplanetach podobnych do Ziemi poza naszym Układem Słonecznym.
Misja Europa Clipper
Europa, księżyc Jowisza, może mieć potencjał do życia. Misja Europa Clipper przeprowadzi szczegółowy rekonesans Europy i zbada, czy lodowy księżyc może zapewnić warunki odpowiednie do życia. Celując w wystrzelenie w 2024 r., misja umieści statek kosmiczny na orbicie wokół Jowisza, aby przeprowadzić szczegółowe badania Europy - świata, który wykazuje mocne dowody na istnienie oceanu płynnej wody pod lodową skorupą.
Europa Clipper nie jest misją do wykrywania życia, chociaż zbada, czy lodowy księżyc z podpowierzchniowym oceanem ma zdolność podtrzymania życia. Zrozumienie zamieszkiwania Europy pomoże naukowcom lepiej zrozumieć, w jaki sposób rozwijało się życie na Ziemi i jakie są możliwości znalezienia życia na poza naszą planetą.
Misja Dragonfly na Tytanie
Misja Dragonfly dostarczy płatowce, by odwiedzić największy i bogaty w związki organiczne księżyc Saturna, Tytan. Przygotowywana do startu w 2027 roku i przybycia w 2034. Dragonfly będzie pobierać próbki i badać dziesiątki obiecujących miejsc wokół lodowego księżyca Saturna i przyspieszy poszukiwanie elementów budulcowych życia.
Ta rewolucyjna misja będzie badać różne miejsca w poszukiwaniu prebiotycznych procesów chemicznych powszechnych zarówno na Tytanie, jak i na Ziemi. Tytan jest odpowiednikiem bardzo wczesnej Ziemi i może dostarczyć wskazówek, jak mogła rozwijać się chemia prebiotyków w tych warunkach.
Nancy Grace Roman Telescope
Zaplanowany do wystrzelenia w połowie lat 20. Roman Space Telescope będzie miał pole widzenia 200 razy większe niż instrument na podczerwień Hubble'a, przechwytując więcej nieba przy krótszym czasie obserwacji. Oprócz przełomowej astrofizyki i kosmologii, główny instrument na teleskopie, Wide Field Instrument, ma bogate menu nauk o egzoplanetach. Przeprowadzi badanie mikrosoczewkowe wewnętrznej strony Drogi Mlecznej, które ujawni tysiące światów krążących w strefie nadającej się do zamieszkania, ich gwiazdy i dalej, jednocześnie zapewniając sobie dodatkową nagrodę w postaci 100 000 planet przechodzących przez tranzyt.
Misja zostanie również wyposażona w „gwiezdne okulary”, instrument koronowy, który może blokować blask gwiazdy i umożliwić astronomom bezpośrednie obrazowanie gogantycznych planet na orbicie wokół niej. Koronograf ma zapewnić pierwszą w kosmosie demonstrację technologii potrzebnych w przyszłych misjach do zobrazowania i scharakteryzowania mniejszych, skalistych planet w strefach zamieszkałych pobliskich gwiazd. Koronograf rzymski umożliwi obserwacje, które mogą przyczynić się do odkrycia nowych światów poza naszym Układem Słonecznym i przyspieszyć badania planet pozasłonecznych, które mogą nadawać się do życia.
Więcej informacji:
Źródło:
NASA's Search for Life: Astrobiology in the Solar System and Beyond | NASA - redaktor NASA: Bill Keeter.
Wiadomość z dnia 25 czerwca 2021 r.
Tłumaczenie na podstawie tekstu powstałego dzięki tłumaczeniu maszynowemu Google Translate.
Tłumaczył: Dariusz Krajewski.
Komentarze
Prześlij komentarz