Astrobiologi ( exobiologi ) är en vetenskaplig disciplin som överväger möjligheten av uppkomst, evolution och bevarande av liv på andra planeter i universum . Astrobiologi förlitar sig på vetenskapliga framsteg inom fysik , kemi , astronomi , biologi , ekologi , planetvetenskap , geografi , geologi och astronautik för att undersöka möjligheten till utomjordiskt liv [2] [3]. För att lösa vissa problem står astrobiologin i nära kontakt med rymdbiologi och rymdmedicin, som uppstod i samband med människans aktiva penetration i yttre rymden. Astrobiologi söker efter beboeliga livsmiljöer både i solsystemet och utanför, söker efter bevis för prebiotisk kemi , laboratorie- och fältstudier av livets ursprung och tidiga utveckling på jorden , och studier av potentialen för liv att anpassa sig till de komplexa förhållandena på jorden och i rymden [4] .
Termen astrobiologi föreslogs först av den sovjetiske astronomen G. A. Tikhov 1953. Den är bildad av de antika grekiska orden "astron" ( annan grekiska ἄστρον ) - "stjärna", "bios" ( annan grekiska βίος ) - "liv" och "logia" ( annan grekiska -λογία ) - "lära". Det finns olika synonymer för termen "astrobiologi", men de inkluderar alla två huvudvetenskaper: astronomi och biologi. Synonymtermen "exobiologi" kommer från det grekiska exo ( annan grekiska ἔξω ) - "utanför, utanför", bios ( annan grekiska βίος ) - "liv" och logik ( annan grekiska -λογία ) - "lära". En annan term som användes tidigare är xenobiology, det vill säga "utlänningarnas biologi". Ordet myntades 1954 av science fiction-författaren Robert Heinlein i hans roman Star Beast [6] .
Frågan "finns liv någon annanstans i universum" är en verifierbar hypotes och därmed en effektiv väg för vetenskaplig forskning. Nuförtiden har astrobiologi blivit ett formaliserat studieområde, även om det en gång var på avstånd från mainstream vetenskaplig forskning. NASA :s intresse för astrobiologi började med utvecklingen av rymdprogrammet. År 1959 finansierade NASA sitt första exobiologiprojekt och 1960 etablerade man Exobiologi Study Program [4] [7] . 1971 finansierade NASA ett projekt ( SETI ) för att söka efter radiosignaler från utomjordiska civilisationer . Vikingprogrammet , som startade 1976, inkluderade tre biologiska experiment utformade för att leta efter möjliga tecken på liv på Mars . Mars Pathfinder , som landade 1997, innehöll en vetenskaplig nyttolast utformad för att upptäcka mikrobiella fossiler inneslutna i stenar [ 8] .
Under 2000-talet blir astrobiologi i fokus för ett växande antal NASA och Europeiska rymdorganisationens utforskningsuppdrag till solsystemet. Det första europeiska seminariet om astrobiologi ägde rum i maj 2001 i Italien [9] och resulterade i Aurora-programmet [10] . NASA övervakar för närvarande NASA Astrobiology Ett ökande antal universitet runt om i världen inför studieprogram inom området astrobiologi. I Förenta staterna är dessa University of Arizona [11] , University of Pennsylvania, University of Montana och University of Washington ; i Storbritannien, University of Cardiff (Center for Astrobiology skapades) [12] , i Australien, University of New South Wales [13] . I Ryssland, genom dekret från presidiet för den ryska vetenskapsakademin daterad den 23 november 2010, organiserades det vetenskapliga rådet för den ryska vetenskapsakademin för astrobiologi [14] .
Framsteg inom astrobiologi, observationsastronomi och upptäckten av en mängd olika extremofiler , som kan överleva i några av de hårdaste miljöerna på jorden, har lett till förslaget att liv skulle kunna frodas på många planeter och månar i universum. Fokus för aktuell astrobiologisk forskning ligger på sökandet efter liv på Mars på grund av dess närhet till jorden och geologisk historia. Det finns växande bevis för att det tidigare fanns en betydande mängd vatten på Mars yta, vilket anses vara en viktig föregångare till utvecklingen av kolbaserat liv [15] .
Uppdrag utformade specifikt för sökandet efter liv var Viking-programmet och Beagle 2 -landaren riktad mot Mars . Den huvudsakliga slutsatsen som kan dras från resultaten av vikingarnas arbete är att antingen är antalet mikroorganismer i anordningarnas landningsplatser försumbart, eller så existerar de inte alls. Landaren Beagle 2 ska ha landat framgångsrikt, men fick ingen kontakt. Felet i kommunikationsutrustningen erkändes som huvudorsaken till felet. En betydande roll i astrobiologin var tänkt att spelas av Jupiter Icy Moons Orbiter- uppdraget , designat för att utforska Jupiters iskalla månar , men det avbröts. 2008 undersökte Phoenix -landaren Marsjorden för spår av mikrobiellt liv , såväl som närvaron av vatten. Det huvudsakliga vetenskapliga resultatet av uppdraget var upptäckten av is under ett tunt lager jord, såväl som dess kemiska analys.
I november 2011 lanserade NASA roveraren Curiosity , som kommer att fortsätta leta efter spår av liv på Mars . Europeiska rymdorganisationen utvecklar ExoMars- rover , som är planerad att lanseras 2022. [16]
International Astronomical Union (IAU) håller regelbundet stora internationella konferenser genom kommissionen 51 "Bioastronomy: The Search for Extraterrestrial Life", som inrättades av IAU 1982 för att samordna arbetet med sökandet efter liv och intelligens i universum och som för närvarande verkar på grunden för Institute of Astronomy vid University of Hawaii.
För att söka efter liv på andra planeter är det nödvändigt att minska storleken på problemet, för vilket olika antaganden används. Den första är att de allra flesta livsformer i vår galax är baserade på kolkemi, liksom alla livsformer på jorden [17] . Även om möjligheten att existensen av icke-kolhaltiga livsformer inte förnekas . Antagandet är baserat på det faktum att kol är det fjärde vanligaste grundämnet i universum och tillåter också bildandet av en mängd olika molekyler runt det. Kolatomernas förmåga att enkelt binda till varandra gör att du kan skapa godtyckligt långa och komplexa molekyler .
Nästa antagande är närvaron av vatten i flytande tillstånd. Vatten är ett vanligt ämne som är nödvändigt för bildandet av komplexa kolföreningar, vilket i slutändan kan leda till uppkomsten av liv. Vissa forskare föreslår också att man överväger miljön för ammoniak eller vatten-ammoniakblandningar, eftersom det ger ett större temperaturintervall för livet och därmed utökar antalet potentiella världar. Denna miljö anses vara lämplig för både kol och icke-kolhaltiga liv .
Det tredje förslaget: sökandet efter stjärnor som liknar solen . Mycket stora stjärnor har relativt kort livslängd, vilket i sin tur innebär att livet inte kommer att ha tillräckligt med tid att utvecklas på planeter som kretsar kring sådana stjärnor. Mycket små stjärnor avger så lite värme att planeter bara kan ha flytande vatten i mycket nära banor. Men samtidigt kommer planeterna att fångas av stjärnans tidvattenkrafter [18] . Utan ett tjockt lager av atmosfären skulle ena sidan av planeten ständigt värmas upp medan den andra sidan skulle vara frusen. Men 2005 togs frågan om planeternas beboelighet runt röda dvärgar åter upp på forskarsamhällets agenda, eftersom den långa existensen av röda dvärgar (upp till 10 biljoner år) kan tillåta existensen av liv på planeter med en tät atmosfär. Detta är av stor betydelse, eftersom röda dvärgar är mycket vanliga i universum. (Se Habitability of a Red dwarf system ). Enligt forskare liknar cirka 10 % av stjärnorna i vår galax i sina egenskaper solen, och det finns cirka tusen sådana stjärnor inom en radie av 100 ljusår från oss. Dessa stjärnor kommer sannolikt att vara huvudmålet i sökandet efter liv i deras system.
Eftersom jorden är den enda planet på vilken existensen av liv är tillförlitligt känd, är det inte möjligt att veta om de antaganden som gjorts är korrekta eller inte.
Mest astronomirelaterad astrobiologisk forskning relaterar till upptäckten av planeter utanför solsystemet ( exoplaneter ). Grundförutsättningen är att om livet uppstod på jorden, så kunde det ha sitt ursprung på andra planeter med liknande egenskaper. I detta avseende är ett stort antal projekt under utveckling för att upptäcka exoplaneter som jorden. Dessa är i första hand NASA:s Terrestrial Planet Finder (TPF) och ATLAST- program, samt European Space Agencys Darwin -program. Det finns också mindre ambitiösa projekt som involverar användning av markbaserade teleskop. Dessutom lanserade NASA redan Kepler-uppdraget i mars 2009, och den franska rymdorganisationen lanserade COROT- satelliten 2006. Målet med de planerade uppdragen är inte bara att upptäcka planeter lika stora som jorden, utan också att direkt observera ljuset från planeten för vidare spektroskopisk studie . Genom att undersöka planeternas spektra är det möjligt att bestämma huvudsammansättningen av en exoplanets atmosfär och/eller dess yta. Efter att ha fått sådan information är det möjligt att uppskatta sannolikheten för närvaron av liv på planeten. NASA Research Group - Virtual Planet Laboratory använder datorsimuleringar för att skapa en mängd olika virtuella planeter för att förstå hur de skulle se ut när de observerades av Darwin eller TPF [19] . När dessa uppdrag börjar samla in data kan de resulterande planetspektra jämföras med virtuella planeters spektra när det gäller egenskaper som kan indikera närvaron av liv. Att ändra fotometrin för en exoplanet kan också ge ytterligare information om egenskaperna hos planetens yta och atmosfär.
Antalet planeter med intelligent liv kan uppskattas med Drake-ekvationen . Ekvationen definierar sannolikheten för närvaron av intelligent liv som produkten av sådana parametrar som antalet planeter som kan vara beboeliga och antalet planeter på vilka liv kan uppstå [20] :
,
där N är antalet intelligenta civilisationer som är redo att ta kontakt; R* är antalet årligen bildade stjärnor (stjärnor som liknar solen); f p är andelen stjärnor med planeter; n e är det genomsnittliga antalet planeter (och satelliter) med lämpliga förutsättningar för födelsen av en civilisation; f l är sannolikheten för livets uppkomst på en planet med lämpliga förhållanden; f i - sannolikheten för uppkomsten av intelligenta livsformer på planeten där det finns liv; f c är förhållandet mellan antalet planeter vars intelligenta invånare är kapabla att kontakta och letar efter det, och antalet planeter på vilka det finns intelligent liv;Men för närvarande är denna ekvation endast motiverad teoretiskt och det är osannolikt att ekvationen kommer att begränsas av rimliga felmarginaler inom en snar framtid. Den första faktorn R bestäms från astronomiska mätningar och är den minst diskuterade storheten. För den andra och tredje faktorn (stjärnor med planeter och planeter med lämpliga förhållanden) samlas för närvarande data in aktivt. Resterande parametrar baseras enbart på antaganden. Problemet med formeln är att den inte kan användas för att generera en hypotes eftersom den innehåller parametrar som inte går att testa. Ett annat relaterat ämne är Fermi-paradoxen , som antyder att om intelligent liv är vanligt i universum så måste det finnas tydliga tecken på det. Projekt som SETI är baserade på denna paradox , som försöker upptäcka radiosignaler från intelligenta utomjordiska civilisationer.
Ett annat aktivt forskningsområde inom astrobiologi är studiet av planetsystembildning . Det har föreslagits att funktioner i vårt solsystem (till exempel närvaron av Jupiter som en skyddande sköld [21] ) avsevärt skulle kunna öka sannolikheten för utvecklingen av intelligent liv som uppstod på vår planet [22] [23] . Men de slutliga slutsatserna har ännu inte dragits.
BiologiFram till 1970-talet trodde forskare att livet var helt beroende av solens energi. Växter på jorden utnyttjar solljusets energi genom fotosyntesen , som producerar organiskt material från koldioxid och vatten och frigör syre . Vidare äter djur växter och överför därigenom energi längs näringskedjan . Man trodde tidigare att liv i havets djup, dit solljuset inte når, existerar på grund av näringsämnen som bildas från konsumtion av organiska rester som faller från havets yta, eller från döda djur, det vill säga det också beror på solen. Man antog att livets förmåga att existera beror på dess tillgång till solljus. Men 1977, under ett forskningsdyk på Alvins djuphavssänkbara vatten nära Galapagosöarna , upptäckte forskare kolonier av pogonoforer , blötdjur , kräftdjur , musslor och annat marint liv, samlat runt undervattensvulkaniska formationer som kallas svarta rökare . Dessa varelser trivdes trots deras brist på tillgång till solljus. Senare visade det sig att de utgör en helt oberoende näringskedja. Istället för växter är ryggraden i denna näringskedja någon form av bakterier som får energi från oxidationsprocessen av reaktiva kemikalier som väte eller vätesulfid som kommer från jordens inre. Denna kemosyntes revolutionerade studiet av biologi och bevisade att livet inte nödvändigtvis är beroende av solen, det kräver bara vatten och energi.
Extremofiler (organismer som kan överleva extrema miljöer) är ett nyckelelement i astrobiologernas forskning. Exempel på sådana organismer inkluderar biota som kan överleva under flera kilometer vatten nära hydrotermiska ventiler och mikrober som lever i mycket sura miljöer [24] . Extremofiler är nu kända för att leva i is, kokande vatten, syra , vatten från kärnreaktorer , kristallsalter, giftigt avfall och ett antal andra extrema platser som tidigare ansågs obeboeliga [25] . De har öppnat nya vägar för forskning inom astrobiologi genom att kraftigt öka antalet möjliga livsmiljöer utanför jorden. Karakteriseringen av dessa organismer, deras livsmiljöer och evolutionära väg anses vara en kritisk komponent för att förstå hur liv kan utvecklas någon annanstans i universum. Här är exempel på organismer som tål effekterna av vakuum och kosmisk strålning: lavar Rhizocarpon geographical ( lat. Rhizocarpon geographicum ) och Xanthoria elegant ( lat. Xanthoria elegans ) [26] , bakterier Bacillus safensis [27] radiodurans [27 ] , Deinococcus , Bacillus subtilis [27] , jästen Saccharomyces cerevisiae [27] , fröna av Arabidopsis thaliana (Tal's rezukhovidka) [27] samt ryggradslösa Tardigrade [27] .
Den 2 december 2010 meddelade forskare att extremofila bakterier ( GFAJ-1 ) under förhållanden med fosforbrist kan ersätta den i DNA- molekylen med arsenik [28] . Denna upptäckt ger trovärdighet åt den gamla idén att liv på andra planeter kan ha en helt annan kemi, och så det kan hjälpa till i sökandet efter utomjordiskt liv [28] [29] . Senare visade det sig att så inte var fallet [30] .
Ett annat forskningsområde som för närvarande pågår är studiet av livets ursprung , vilket skiljer sig från den evolutionära vägen. Alexander Oparin och John Haldane trodde att förhållandena på den tidiga jorden var gynnsamma för bildningen av organiska föreningar från oorganiska grundämnen och därmed för bildningen av många av de kemikalier som är karakteristiska för de livsformer som vi nu observerar. I att studera denna process, känd som prebiotisk kemi, har forskare gjort vissa framsteg, men det är fortfarande oklart om liv kunde ha bildats på detta sätt på jorden. En alternativ teori om panspermi är att de första elementen i livet kan ha bildats på en annan planet med ännu gynnsammare förhållanden (eller till och med i det interstellära rymden, på asteroider , etc.) och sedan på något sätt överförts till jorden. Jupiters måne Europa anses för närvarande som den mest troliga platsen för utomjordiskt liv i solsystemet [25] [31] [32] [33] [34] [35] .
AstrogeologiHuvudartikel: Geology of terrestrial planets in the Solar System
Astrogeologi är en vetenskaplig disciplin vars ämne är studiet av planeternas geologi och deras satelliter, asteroider , kometer , meteoriter och andra astronomiska kroppar . Informationen som samlas in av denna disciplin gör det möjligt att utvärdera en planets eller dess satellits lämplighet för utveckling och underhåll av liv.
Geokemi är en underdisciplin inom astrogeologi som inkluderar studiet av jordens och andra planeters kemiska sammansättning, de kemiska processer och reaktioner som styr sten- och jordsammansättningen, materias och energins cykler och deras interaktion med planetens hydrosfär och atmosfär . Specialiseringar inkluderar astrokemi , biokemi och organisk geokemi.
Fossiler är de äldsta kända bevisen för liv på jorden [36] . Genom att analysera dem kan paleontologer bättre förstå vilka typer av organismer som uppstod på jorden i det avlägsna förflutna. såsom i Australien och de torra dalarna i Antarktis , ses som geologiska analoger till vissa regioner på Mars, och kan därför ge insikt i hur man letar efter liv på Mars som kan ha funnits där i det förflutna.
I diskussioner om existensen av liv bortom jorden ägnas ofta lite uppmärksamhet åt de begränsningar som biokemins principer inför [37] . Sannolikheten att livet i universum är baserat på kol ökar av det faktum att kol är ett av de vanligaste grundämnena. Endast två grundämnen, kol och kisel , kan ligga till grund för molekyler som är tillräckligt stora för att bära biologisk information. Som den strukturella grunden för livet är en av de viktiga egenskaperna hos kol att det, till skillnad från kisel, lätt kan delta i bildandet av kemiska bindningar med många andra atomer, vilket ger den kemiska mångsidighet som krävs för att utföra reaktionerna av metabolism och reproduktion . De olika organiska funktionella grupperna, som består av väte, syre, kväve , fosfor , svavel och en mängd olika metaller som järn , magnesium och zink , tillhandahåller en stor variation av kemiska reaktioner. Kisel, å andra sidan, interagerar endast med vissa atomer, och stora kiselbaserade molekyler är enhetliga jämfört med det kombinatoriska universum av kolbaserade makromolekyler [37] . Faktum är att det är fullt möjligt att livets grundläggande byggstenar någonstans kommer att likna våra, om inte i detalj, så i allmänhet [37] . Medan jordiskt liv, och liv som kunde ha uppstått oberoende av jorden, antas använda många liknande, om inte identiska, byggstenar, kan främmande liv ha vissa biokemiska egenskaper som är unika. Om livet har en jämförbar inverkan på miljön någon annanstans i solsystemet, så kan det relativa överflödet av kemikalier, oavsett vad de kan vara, förråda dess närvaro [38] .
Idén om var livet kan ha sitt ursprung i solsystemet har historiskt sett begränsats av tron att livet i slutändan är beroende av solens ljus och värme och därför begränsat till planetens yta [37] . De tre mest troliga kandidaterna för liv i solsystemet är Mars, Jupiters måne Europa och Saturnus måne Titan [39] [40] [41] [42] [43] . Detta antagande bygger främst på det faktum att (i fall av Mars och Europa) astronomiska kroppar kan ha flytande vatten, vars molekyler är nödvändiga för liv som lösningsmedel i celler [15] . Vatten på Mars finns i polära iskappor, och nya raviner som nyligen observerats på Mars tyder på att flytande vatten kan finnas, åtminstone tillfälligt, på planetens yta [44] [45] och möjligen under jorden i geotermiska källor . Vid låga temperaturer och låga tryck på mars är flytande vatten sannolikt mycket salt [46] . Vad Europa beträffar, finns troligen flytande vatten under ytisskiktet [32] [39] [40] . Detta vatten kan värmas upp till flytande tillstånd genom vulkanisk aktivitet på havsbotten, men den huvudsakliga värmekällan är troligen tidvattenuppvärmning [47] .
Ett annat astronomiskt objekt som potentiellt skulle kunna stödja utomjordiskt liv är Saturnus största måne, Titan [43] . Man tror att Titan har förhållanden nära de på den tidiga jorden [48] . På dess yta har forskare upptäckt de första flytande sjöarna utanför jorden, men de består med största sannolikhet av etan och/eller metan [49] . Efter att ha studerat data från Cassini- sonden i mars 2008 tillkännagavs att Titan även kunde ha ett underjordiskt hav bestående av flytande vatten och ammoniak [50] . Dessutom kan Saturnus måne Enceladus ha ett hav under sin iskappa [51] .
Denna hypotes, baserad på astrobiologiska fynd, hävdar att flercelliga livsformer kan vara mer sällsynta än vad forskare ursprungligen trodde. Det ger ett möjligt svar på Fermis paradox : "Om utomjordiska civilisationer är ganska vanliga, varför ser vi då inga spår av intelligent utomjordiskt liv?" Denna teori är motsatsen till medelmåttighetsprincipen som föreslagits av de berömda astronomerna Frank Drake , Carl Sagan och andra. Medelmåttighetsprincipen antyder att livet på jorden inte är exceptionellt och sannolikt finns i otaliga andra världar.
Den antropiska principen säger att universums grundläggande lagar är ordnade specifikt på ett sådant sätt att livets existens är möjlig. Den antropiska principen stöder den unika jordhypotesen, som säger att de element som behövs för att upprätthålla liv på jorden är så "finjusterade" att det är liten chans att återkomma någon annanstans. Stephen Jay Gould jämförde påståendet att "universum är väl anpassat för vår livsart" med påståenden att "korvar gjordes långa och smala med avsikt så att de kunde passa in i moderna korvbullar" eller att "skepp uppfanns som ett hem för skaldjur" [52] [53] .
Även om beskrivningen av utomjordiskt liv är en olöst fråga, och hypoteser och förutsägelser om dess existens och ursprung varierar stort, kan ändå utvecklingen av teorier för att stödja sökandet efter liv för närvarande anses vara den mest konkreta praktiska tillämpningen av astrobiologi.
Biologen Jack Cohen och matematikern Ian Stuart, bland andra, ser xenobiologi som separat från astrobiologi. Cohen och Stewart menar att astrobiologi är sökandet efter liv som det som finns på jorden utanför vårt solsystem, medan xenobiologi handlar om forskning i fall där vi antar att livet inte är baserat på kol- eller syreandning. men än så länge har den avgörande betydelsen. livets egenskaper. (Se kolchauvinism ).
Under tidigare århundraden ansågs existensen av liv på solsystemets planeter mycket troligt. Detta var särskilt förknippat med detektering med astronomiska metoder av årstider (årstider), möjliga hav och land, och så vidare. kanaler på Mars . Det fanns till och med abstrakta antaganden om förekomsten av seleniter , marsianer , etc. Vissa forskare i början av 1900-talet ansåg närvaron av marsvegetation bevisad och venusisk - möjlig.
Sedan andra hälften av 1900-talet har forskare genomfört en riktad sökning efter utomjordiskt liv inuti solsystemet och utanför, särskilt med hjälp av automatiska interplanetära stationer (AMS) och rymdteleskop . Data från studier av meteoriter , jordens övre atmosfär och data som samlats in som en del av rymdprogram tillåter vissa forskare att hävda att de enklaste formerna av liv kan existera på andra planeter i solsystemet. Samtidigt, enligt moderna vetenskapliga koncept, är sannolikheten att hitta mycket organiserat liv på alla planeter i solsystemet, förutom Mars och vissa Jupiters och Saturnus satelliter , extremt liten.
Hittills har inga bevis på utomjordiskt liv hittats.
Men den 6 augusti 1996 meddelade NASA-forskare, efter att ha studerat meteoriten ALH 84001 , att meteoriten kan innehålla spår av liv på Mars. När man skannar meteoritstrukturer med ett svepelektronmikroskop avslöjades fossiler som påminde forskare om "spår" av jordlevande organismer - de så kallade magnetotaktiska bakterierna. Forskarna hävdade att det är dessa specifika fossiler som lämnar bakterier på jorden, så upptäckten av identiska fossiler i en meteorit talar för att det finns bakterier på sin hemplanet. Samtidigt är strukturerna på ALH 84001 20-100 nanometer i diameter, vilket är nära teoretiska nanobakterier och många gånger mindre än någon cellulär livsform som vetenskapen känner till. Det är fortfarande oklart om detta tyder på att det fanns eller finns liv på Mars, eller om troliga levande organismer träffade meteoriten redan på jorden efter dess fall [54] [55] [56] [57] .
Den möjliga närvaron av levande varelser på Venus yta tillkännagavs i januari 2012 av Leonid Ksanfomality , chefsforskare vid Ryska vetenskapsakademins rymdforskningsinstitut . När han studerade fotografier som överfördes av sovjetiska enheter på 1970- och 1980-talen, hittade han några föremål som dyker upp och försvinner i en serie bilder i följd. Till exempel dyker objektet "skorpion" upp på fotografiet 90 minuter efter att kameran slagits på och försvinner efter 26 minuter och lämnar efter sig ett spår i marken. Xanfomality menar att modulen under landningen skapade mycket oväsen och att "invånarna" lämnade landningsplatsen och efter ett tag när allt lugnat sig kom de tillbaka [58] .
År 2010 tillkännagav en grupp forskare från NASA , baserat på data som erhållits från Cassini- sonden , att indirekta tecken på den vitala aktiviteten hos primitiva organismer hittades på Saturnus måne Titan (se: Livet på Titan ). Sökandet efter liv på plats på Jupiters satelliter förmodas i de lovande AMS-programmen med nedstigningsfordon, kryobotar , hydrobotar av Laplace-P- typ , etc.
MetanÅr 2004 upptäcktes en spektralmarkör av metan i Mars atmosfär av markbaserade teleskop och Mars Express -sonden . På grund av solstrålning och kosmisk strålning borde metan enligt forskare ha försvunnit från Mars atmosfär inom några år. Således måste gasen aktivt fyllas på för att upprätthålla den nuvarande koncentrationen [59] [60] . Ett av experimenten med Mars Science Laboratory rover , som lanserades den 25 november 2011, kommer att vara att utföra noggranna mätningar av förhållandet mellan syre och kolisotoper i koldioxid (CO 2 ) och metan (CH 4 ) i Mars atmosfär i för att fastställa det geokemiska eller biologiska ursprunget för metan [61] [62] [63] .
PlanetsystemDet är möjligt att vissa planeter i solsystemet, som gasjätten Jupiter , kan ha månar på fast yta eller flytande havs som är mer beboeliga. De flesta planeter som finns utanför solsystemet är heta gasjättar och obeboeliga. Det är alltså inte säkert känt om solsystemet, med en planet som jorden, är unikt eller inte. Förbättrade detektionsmetoder och förlängd observationstid kommer utan tvekan att göra det möjligt för fler planetsystem att upptäckas, och kanske kommer några av dem att vara som jorden. Kepler-uppdraget är till exempel utformat för att upptäcka planeter i jordstorlek runt andra stjärnor genom att mäta små förändringar i en stjärnas ljuskurva när planeten passerar mellan stjärnan och teleskopet. Framsteg inom infraröd och submillimeterastronomi har avslöjat komponenterna i andra stjärnsystem. Infraröda studier har hittat bälten av damm och asteroider runt avlägsna stjärnor som ligger till grund för bildningen av planeter.
Planetens livskraftAnsträngningar att besvara frågan "Vad är överflöd av potentiellt beboeliga planeter" har haft viss framgång. Den 2 februari 2011 meddelade forskare som undersökte data från Kepler-teleskopet att det finns 54 planetkandidater i den beboeliga zonen av deras stjärnor. Dessutom har 5 av dem en storlek som är jämförbar med jorden [64] .
Forskning pågår också om de miljömässiga begränsningarna för liv och drift av extrema ekosystem, vilket gör att forskare kan förutsäga vilka planetariska miljöer som kan vara mest lämpade för liv. Uppdrag som Phoenix -landaren , Mars Science Laboratory och ExoMars till Mars, Cassini-sonden till Saturnus måne Titan och Ice Clipper-uppdraget till Jupiters måne Europa erbjuder hopp om ytterligare utforskning av möjligheten till liv på andra planeter i vårt solsystem.
Forskning bedrivs om livets ekologiska förhållanden och driften av extrema ekosystem, vilket gör det möjligt för forskare att bättre förutsäga vilka planeter som med största sannolikhet är beboeliga. Uppdrag som Phoenix lander , Mars Science Laboratory , ExoMars , Mars 2020 och Cassini-sonden (uppdrag till Saturnus månar) syftar till att ytterligare utforska möjligheterna för liv på andra planeter i solsystemet.
I slutet av 1970-talet genomförde två vikingalandare fyra typer av biologiska experiment på Mars yta. Dessa var de enda Mars-landare som genomförde experiment speciellt utformade för att metabolisera modernt mikrobiellt liv på Mars. Planteringsmaskinerna använde en robotarm för att samla in jordprover i trycksatta testbehållare på fartyget. Båda landarna var identiska, så samma tester utfördes på två platser på Mars yta; Viking 1 nära ekvatorn och Viking 2 längre norrut. Resultatet var ofullständigt och ifrågasätts fortfarande av vissa vetenskapsmän [65] [66] [67] [68] .
Beagle 2 var en misslyckad brittisk Mars-landare som ingick i Europeiska rymdorganisationens Mars Express-uppdrag 2003. Dess huvudsakliga mål var att leta efter tecken på liv på Mars, förr eller nu. Även om han landade säkert, kunde han inte använda sina solpaneler och telekommunikationsantenn på rätt sätt [69] .
EXPOSE är en fleranvändaranläggning som installerades 2008 utanför den internationella rymdstationen för astrobiologi. EXPOSE utvecklades av European Space Agency (ESA) för långsiktiga rymduppdrag som exponerar organiska, kemiska och biologiska prover för yttre rymden i låg omloppsbana om jorden [70] .
Uppdraget Mars Science Laboratory (MSL) landade på en rover som för närvarande är i drift på Mars. Den sjösattes den 26 november 2011 och landade i Gale Crater den 6 augusti 2012. Målet med uppdraget är att hjälpa till att utvärdera Mars lämplighet och därigenom avgöra om Mars stödjer eller någonsin har stött liv, samla in data för ett framtida mänskligt uppdrag, studera Mars geologi, dess klimat och ytterligare utvärdera vattnets roll, en viktig ingrediens för livet som vi känner det spelade en roll i bildandet av mineraler på Mars [71] .
ExoMars är ett robotuppdrag till Mars för att söka efter möjliga biosignaler om liv på Mars, förr eller nu. Detta astrobiologiska uppdrag utvecklas för närvarande av European Space Agency (ESA) i samarbete med den ryska federala rymdorganisationen (Roskosmos); lanseringen är planerad till 2018 [72] [73] [74] . (Uppdragslansering var planerad till juli 2020 men har skjutits tillbaka till 2022.)
The Red Dragon är en planerad serie av billiga Mars-landningsuppdrag som kommer att använda en SpaceX Falcon Heavy bärraket , såväl som en modifierad Dragon V2- kapsel för att komma in i Mars- och Jordatmosfären med hjälp av flashbacks. Landningsplatsens huvuduppdrag är att demonstrera teknik och söka efter bevis på liv på Mars (biosignaler), förr eller nu. Detta koncept skulle tävla om finansiering 2012/2013 som NASA Discovery-uppdraget. I april 2016 tillkännagav SpaceX att de skulle starta ett uppdrag med tekniskt stöd från NASA, med en Falcon Heavy-raket uppskjuten 2018. Dessa uppdrag till Mars kommer också att vara startpunkterna för den mycket större SpaceX-koloniseringen av Mars, som tillkännagavs i september 2016 [75] . I juli 2017 ställdes uppdraget in.
Mars 2020 en route-uppdraget är ett koncept som utvecklas av NASA med en möjlig uppskjutning 2020. Det är avsett att undersöka förhållanden på Mars som är relevanta för astrobiologi, studera dess ytgeologiska processer och historia, inklusive att bedöma dess tidigare beboelighet och potentialen att bevara biosignaler och biomolekyler i tillgängliga geologiska material. Science Definition Team föreslår att man samlar in minst 31 sten- och jordprover för ett uppföljningsuppdrag för att komma tillbaka till mer definitiv analys i laboratorier på jorden. Rovern kommer att kunna göra mätningar och tillhandahålla tekniska data för att hjälpa mänskliga expeditionsdesigners att förstå alla faror som utgörs av damm från mars och visa hur man skördar koldioxid (CO 2 ), som kan vara en resurs för molekylärt syre (O 2 ) och raketer. bränsle [ 76] [77] .
Icebreaker Life är ett uppdrag som föreslagits av NASA:s Discovery-program för lansering 2018. Om den fasta landaren väljs ut och finansieras kommer den att vara den närmaste kopian av den framgångsrika Phoenix 2008 , och den kommer att bära en uppdaterad vetenskaplig nyttolast för astrobiologi, inklusive en 1-meters borrigg för att prova is på de norra slätterna för att utföra sökningar. organiska molekyler. och bevis på nuvarande eller tidigare liv på Mars. Ett av huvudmålen med Icebreaker Life-uppdraget är att testa hypotesen att den isiga jorden i polarområdena har en betydande koncentration av organiskt material på grund av isens skydd mot oxidanter och strålning.
Resan till Enceladus och Titan är ett astrobiologiskt orbitalkoncept för att utvärdera beboelighetspotentialen hos Saturnus månar Enceladus och Titan [78] [79] [80] .
Enceladus Life Finder (ELF) är ett föreslaget astrobiologiskt uppdragskoncept för en rymdsond utformad för att bedöma beboeligheten av Enceladus, Saturnus sjätte största måne, inre vattenhav [81] [82] .
Europa Clipper är ett uppdrag planerat av NASA att lanseras 2025 som kommer att genomföra detaljerad spaning av Jupiters måne Europa och testa om den isiga månen kan vara värd för förhållanden som är lämpliga för liv. Detta kommer också att hjälpa till vid valet av framtida landningsplatser [83] [84] .
Ordböcker och uppslagsverk | |
---|---|
I bibliografiska kataloger |
|
Avsnitt av biologi | |||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Huvudsektioner |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
Andra avsnitt |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||
Relaterade vetenskaper | |||||||||||||||||||||||||||||||||
se även | Livets uppkomst |