Jo pitkään ajatus löytää elämää muista maailmoista oli vain tieteiskirjallisuusunelma. Mutta nykyaikana elämänhausta on nopeasti tulossa käytännöllinen pyrkimys. Nyt jotkut NASA: n mielet odottavat elämänhakua muista maailmoista ja selvittävät, kuinka etsiä tehokkaammin. Heidän lähestymistapansa keskittyy kahteen asiaan: nanosatelliiteihin ja mikrofluidiikkaan.
Elämä on ilmeistä maan päällä. Mutta se on erilainen tarina muille aurinkokuntamme maailmoille. Mars on päätavoite tällä hetkellä MSL Curiosityn tekemässä työssä. Mutta Curiosity tutkii Marsia saadakseen selville olosuhteet tällä planeetalla koskaan olleet suotuisat elämälle. Mielenkiintoisempi mahdollisuus on löytää olemassa oleva elämä toisesta maailmasta: toisin sanoen tällä hetkellä olemassa oleva elämä.
Planetary Science Vision 2050 -työpajassa planeettatieteiden ja niihin liittyvien tieteenalojen asiantuntijat kokoontuivat esittämään ideoita seuraavista 50 vuoden tutkimusjärjestelmästä aurinkokunnassa. Richard Quinnin johtama ryhmä NASA Ames-tutkimuskeskuksessa (ARC) esitteli ideansa jäljellä olevan elämän etsimisestä seuraavien vuosikymmenien aikana.
Heidän työnsä perustuu dekadaaliseen tutkimukseen “Näkö ja matkat planeettatieteelle vuosikymmenellä 2013-2022”. Tämä lähde vahvistaa sen, mitä useimmat meistä ovat jo tietoisia: että elämähakujemme tulisi keskittyä Marsiin ja aurinkokunnan ns. ”Valtameremaailmiin”, kuten Enceladus ja Europa. Kysymys kuuluu, miltä haku näyttää?
Quinn ja hänen tiiminsä hahmottelivat kaksi tekniikkaa, joiden avulla voimme keskittää haun.
Nanosatelliitti luokitellaan tuotteeksi, jonka massa on 1-10 kg. Ne tarjoavat useita etuja suurempiin malleihin verrattuna.
Ensinnäkin heidän pieni massa pitää niiden käynnistämisen kustannukset erittäin alhaisina. Monissa tapauksissa nanosatelliitit voidaan säästää possuilla suuremman hyötykuorman käynnistämisessä vain ylimääräisen kapasiteetin käyttämiseksi. Nanosatelliitit voidaan valmistaa halvalla, ja useita niistä voidaan suunnitella ja rakentaa samalla tavalla. Tämä mahdollistaisi nanosatelliittikannan lähettämisen samaan määränpäähän.
Suurin osa keskustelusta elämäkeskuksien etsinnästä suurten veneiden tai laskualusten ympärillä, jotka laskeutuvat yhteen sijaintiin ja joiden liikkuvuus on rajoitettu. Mars-roverit tekevät suurta työtä, mutta he voivat tutkia vain hyvin tiettyjä paikkoja. Tavallaan tämä luo eräänlaisen näytteenottovirheen. Muiden maailmojen elämänolosuhteita on vaikea yleistää, kun olemme ottaneet näytteen vain pienestä kourallisesta paikasta.
Maapallolla elämä on kaikkialla. Mutta maa on myös koti ekstremofiileille, eliöille, joita esiintyy vain äärimmäisissä, vaikeasti tavoitettavissa paikoissa. Ajattele merenpohjan lämpöaukkoja tai syviä tummia luolia. Jos sellainen elämä on aurinkokunnan kohdemaailmoissa, niin on olemassa suuri mahdollisuus, että joudumme kokeilemaan monia sijainteja, ennen kuin löydämme ne. Se on jotain, joka ylittää rovereidemme mahdollisuudet. Nanosatelliitit voisivat olla osa ratkaisua. Heidän laivasto, joka tutkii Enceladus- tai Europa-kaltaista maailmaa, voisi nopeuttaa jäljellä olevan elämän etsintäämme.
NASA on suunnitellut ja rakentanut nanosatelliitteja suorittamaan erilaisia tehtäviä, kuten suorittamaan biologiakokeita ja testaamaan edistyneitä käyttö- ja viestintätekniikoita. Vuonna 2010 he ottivat menestyksekkäästi käyttöön nanosatelliitin suuremmasta mikrosatelliitista. Jos laajennat tätä ajatusta, näet kuinka pieni nanosatelliittilaivasto voidaan sijoittaa toiseen maailmaan saapuessaan sinne toiselle suuremmalle alukselle.
Mikrofluidiikka käsittelee järjestelmiä, jotka manipuloivat hyvin pieniä määriä nesteitä, yleensä alle millimetrin mittakaavassa. Ajatuksena on rakentaa mikrosiruja, jotka käsittelevät hyvin pieniä näytekokoja, ja testata ne in situ. NASA on työskennellyt mikrofluidiikan kanssa yrittäessään kehittää tapoja seurata astronautien terveyttä pitkillä avaruusmatkoilla, joilla ei ole pääsyä laboratorioon. Mikrofluidisia siruja voidaan valmistaa, joilla on vain yksi tai kaksi toimintoa ja jotka tuottavat vain yhden tai kaksi tulosta.
Aurinkojärjestelmästämme jäljellä olevan elämän etsimisen kannalta mikrofluidi on luonnollinen sopivuus nanosatelliittien kanssa. Korvaa mikrofluidisirun lääketieteelliset diagnostiikkaominaisuudet biomarkkeridiagnostiikalla ja sinulla on pieni laite, joka voidaan asentaa pieneen satelliittiin. Koska toimivat mikrofluidisirut voivat olla yhtä pieniä kuin mikroprosessorit, niistä voidaan asentaa useita kertoja.
"Tekniset rajoitukset rajoittavat väistämättä robotit, jotka etsivät todisteita elämästä, muutamaan valittuun kokeiluun." - Richard.C.Quinn, et. ai.
Yhdistettynä nanosatelliiteihin mikrofluidics tarjoaa mahdollisuuden, että samat muutamat elämän testit voidaan toistaa uudestaan ja uudestaan useissa paikoissa. Tämä on luonnollisesti erittäin houkutteleva, kun kyse on elämän etsimisestä. Idean takana oleva tiimi painottaa, että heidän lähestymistapaansa sisältyy yksinkertaisten rakennuspalikoiden, biokemiassa mukana olevien monimutkaisten biomolekyylien etsiminen ja myös rakenteet, joita solujen elämä vaatii olemassaoloon. Näiden testien suorittaminen useissa paikoissa olisi avunhaku haussa.
Jotkut mikrofluidisen elämänhaun tekniikoista on jo kehitetty. Ryhmä huomauttaa, että useilla heistä on jo järjestetty onnistuneita mielenosoituksia mikrogravitaatio-operaatioissa, kuten GeneSat, PharmaSat ja SporeSat.
"Mikrofluidijärjestelmien yhdistelmä kemiallisten ja biokemiallisten antureiden ja anturijärjestelmien kanssa tarjoaa joitain lupaavimmista lähestymistavoista jäljellä olevan elämän havaitsemiseksi pienen hyötykuorma-alustan avulla." - Richard.C.Quinn, et. ai.
Olemme matkan päässä matkalta Eurooppaan tai Enceladusiin. Mutta tämä artikkeli käsitteli tulevaisuuden näkemystä jäljellä olevan elämän etsimisestä. Ei ole koskaan liian aikaista alkaa ajatella sitä.
Nanosatelliittien käytöllä elämän etsimisessä Enceladussa tai Euroopassa on joitain ilmeisiä esteitä. Nuo maailmat ovat jäätyneet, ja meidän on tutkittava niiden valtamerten noiden paksien jäälakien alla. Jotenkin pienten nanosatelliittiemme pitäisi joutua läpi sen jään.
Myös nanosatelliitit, joita meillä on nyt, ovat juuri sitä: satelliitit. Ne on suunniteltu olemaan kiertoradalla kehon ympärillä. Kuinka ne voitaisiin muuttaa pieniksi, meressä oleviksi sukeltajiksi?
Ei ole epäilystäkään siitä, että joku jonnekin NASA: ssa ajattelee jo tätä.
Kattava käsikirja pienikokoisesta laivastosta, jokaisella on kyky toistaa peruskokeita, jotka etsivät elämää useissa paikoissa, on vakaa. Mitä siitä todella käy ilmi, meidän on odotettava ja katsottava.
