Er is water op Mars. Niet alleen ijs of sneeuw, maar vloeibaar, stromend water. Het is zout en schaars, maar nog steeds een van de belangrijkste ingrediënten die nodig zijn voor het leven op aarde - en hoewel de Rode Planeet verre van de meest gastvrije plek is om te wonen, denken wetenschappers dat het een kans heeft. Misschien verbergen zich ergens op Mars eencellige organismen. Als we ze willen vinden, moeten we kijken op de plaatsen waar ze waarschijnlijk zullen zijn. Volgens NASA moeten we "het water volgen".
Het probleem is dat de meeste ruimtevaartuigen op Mars niet "water kunnen volgen" omdat ze niet schoon genoeg zijn om de vochtige en warme "speciale gebieden" binnen te gaan waar het leven waarschijnlijk wortel schiet. "Speciale Gebieden" worden bepaald door de Internationale Wetenschapsraad van de Commissie voor Ruimteverkenning in overeenstemming met hun planetaire defensiebeleid. De logica is dat als we een vies ruimtevaartuig naar een van deze 'speciale gebieden' sturen, aardse microben daar kunnen broeden, Mars kunnen vervuilen en ervoor zorgen dat wanneer we microbieel leven op Mars vinden, we niet zullen begrijpen of het afkomstig is van Mars of is meegebracht. van aarde?
Als NASA serieus is over het sturen van astronauten naar de Rode Planeet in de jaren 2030, zal het belangrijk zijn dat het bureau een ja of nee antwoord krijgt op deze eeuwenoude vraag voordat mensen naar Mars komen en een puinhoop veroorzaken. Ja, we hebben Mars waarschijnlijk al tot op zekere hoogte besmet met ons vorige ruimtevaartuig, maar het steriliseren van mensen is veel moeilijker dan machines.
"Zodra we mensen naar Mars sturen, zal het heel, heel moeilijk zijn om vervuiling te vermijden", zegt Nilton Renno, een ingenieur en astrobioloog aan de Michigan State University. "Mensen zullen een enorme hoeveelheid microben meenemen." Bovendien "als mensen naar Mars gaan, zullen ze de meest interessante regio's willen verkennen." Zoals die met water.
Momenteel is de Mars 2020-rover de enige missie die Mars voor het leven kan testen voordat astronauten arriveren in de jaren 2030, en deze kan niet grondig genoeg worden gesteriliseerd om gebieden binnen te gaan waar het leven op Mars zich waarschijnlijk zal verbergen. …
Hadden we haar niet al moeten vinden?
In de jaren zeventig was de Viking-lander het eerste NASA-ruimtevaartuig dat op het oppervlak van Mars landde, en het was ook de eerste die probeerde leven op de planeet te vinden. Het antwoord dat ze ons stuurden, viel erg tegen: misschien. Een van de experimenten onthulde metabolische activiteit, terwijl andere geen organische materialen vonden - dat wil zeggen, die waaruit wezens op aarde bestaan.
Promotie video:
Terwijl de koppen "Er is leven op Mars" vervaagde, was er een onderbreking van 15 jaar in de verkenning van Mars. Mensen zagen het nut gewoon niet in om geld te verspillen aan zwakke experimenten.
Toen NASA eindelijk zijn verkenning van Mars hervatte, nam het bureau een minder directe benadering: in plaats van naar leven te zoeken, gingen ruimtevaartuigen op zoek naar omstandigheden waarin leven kon nestelen, in het verleden of heden. Het doel van de Curiosity-rover was bijvoorbeeld om "te beoordelen of Mars ooit een omgeving had die kleine levensvormen, microben genaamd, kon ondersteunen".
In 2011 suggereerde een team van wetenschappers dat de Vikingen inderdaad organisch materiaal op Mars zouden hebben ontdekt. Omdat NASA nog nooit eerder op Mars is geweest, hoe weet het dan dat de bodem van Mars rijk is aan perchloraten die organische stoffen afbreken? Wetenschappers zeiden dat de organische stof die werd afgeschreven als aardse vervuiling, in feite gecremeerde monsters van organische stof op Mars waren. Er zijn geen garanties voor leven op Mars, maar als er organische stof is, neemt de kans op leven mee.
Voor alle duidelijkheid: Mars is een harde plek. Het is koud en er is geen ontkomen aan schadelijke straling. Maar de bodem van Mars heeft veelbelovende chemie die suggereert dat microbiële organismen op voedsel kauwen, en waterijs is zowel aan de polen als ondergronds aanwezig. Op aarde is bijna overal waar water is, leven.
Gevaarlijke vervuiling
Toen het Outer Space Treaty in 1967 werd ondertekend, kwamen de landen overeen dat ze bij het bestuderen van de maan en andere hemellichamen "hun gevaarlijke vervuiling en ook ongunstige veranderingen in de omgeving van de aarde als gevolg van de introductie van buitenaardse materie" zouden vermijden.
De zinsnede "vermijd gevaarlijke besmetting" staat open voor interpretatie. We weten niet of er leven op Mars is of hoe onze microben dit mogelijk kunnen beïnvloeden.
Internationale wetenschappelijke organisaties hebben besloten dat het testen van Mars voor het leven geen absolute voorwaarde is om astronauten te sturen, maar het is een goed idee.
"Er was geen consensus over de vraag of we dit moesten doen", zegt Katharina Conley, planetaire defensie-specialist bij NASA.
Als er leven is op Mars, en we weten het niet, zouden we onze eigen biologie in gevaar kunnen brengen - op aarde kan het verplaatsen van soorten van de ene regio naar de andere rampzalig zijn. Wat gebeurt er als we per ongeluk invasieve soorten door de interplanetaire ruimte transporteren? Evenzo kan het leven op Mars een bedreiging vormen voor de aarde en / of de gezondheid van onze astronauten.
'Als we geen informatie hebben, weten we niet wat de gevolgen zijn', zegt Conley. "Het is veiliger om plaatsen te verkennen als je er meer over weet."
Strenge eisen
De Viking-missie zette de norm voor reinheid van ruimtevaartuigen. In die tijd verwachtten wetenschappers leven op Mars te vinden, dus werd de lander gedurende langere tijd gedesinfecteerd en verwarmd tot temperaturen tot 130 graden Celsius. Toekomstige ruimtevaartuigen die op zoek zijn naar leven, zullen ook een soortgelijke bakprocedure ondergaan - wat betekent dat ze van tevoren bestand moeten worden gemaakt tegen dergelijke temperaturen. Een dergelijke reiniging zou het aantal microben aan boord van het apparaat tot 30 verminderen.
Tegenwoordig wordt het ruimtevaartuig, voordat het de ruimte ingaat, geconfronteerd met relatief eenvoudige sterilisatiemethoden, waaronder chemische behandelingen en ultraviolette straling. Toch kan Curiosity tot 300.000 bacteriële lifters vervoeren. Maar om een ruimtevaartuig een van de "speciale regio's" van Mars te laten binnengaan, zullen ingenieurs dit aantal moeten terugbrengen tot 30. Ze zeggen dat het duur en tijdrovend is. Maar anderen beweren dat er strikte vereisten nodig zijn om te voorkomen dat de verkenning van Mars zelf in twijfel wordt getrokken.
Zorgvuldige sterilisatie van het ruimtevaartuig zal de kosten van de missie aanzienlijk verhogen. Ongeveer tien jaar geleden concludeerden NASA en de European Space Agency (ESA) dat het achteraf uitrusten van de Spirit and Opportunity-rovers met hittebestendige materialen waarmee ze de hittesterilisatie zouden kunnen overleven, $ 100 miljoen zou kosten. Conley merkt echter op dat het proces goedkoper zal zijn voor projecten die oorspronkelijk waren ontworpen voor ultrasterilisatie.
"Het zal zijn hele leven moeten worden schoongemaakt", zegt Renno, vanaf het moment dat de ingenieurs het ruimtevaartuig in een cleanroom monteren tot het moment dat het aan de raket wordt bevestigd. De raket moet ook worden gedesinfecteerd. 'We zullen ervoor moeten zorgen dat het pad van het lab naar Mars duidelijk is.'
ESA's ExoMars-rover zal in 2018 op Mars landen om te zoeken naar biomarkers die kunnen duiden op leven in het verleden of heden. De Mars 2020-rover wordt binnen vijf jaar gelanceerd; hij zal monsters van Marsgrond moeten verzamelen, die vervolgens zullen worden opgepikt door een ongedefinieerde missie om de monsters terug te brengen naar de aarde, waar wetenschappers ze voor het leven kunnen testen. Noch ExoMars noch Mars 2020 zullen echter schoon genoeg zijn om naar een speciale regio te reizen, en het is te laat om na te denken over verbetering ervan.
"Wat je nooit kunt vervangen, is tijd", zegt Conley. Bovendien heeft de retrofit nog een ander nadeel: "Als je dingen verandert, werken ze niet noodzakelijkerwijs zoals voorheen."
De resultaten die deze apparaten naar ons zullen terugkeren, zullen dus tegenstrijdig zijn; de ontdekking van leven op Mars zou vals positief kunnen zijn, veroorzaakt door terrestrische verontreinigende stoffen, en een negatief resultaat zal weinig zeggen, aangezien we niet hebben gekeken naar plaatsen waar leven heel goed zou kunnen zijn.
"Het lijkt zinloos om levenszoekmissies te richten op 'niet-speciale gebieden' als de 'speciale gebieden' plaatsen zijn van verhoogd belang voor mogelijk leven", zegt NASA-planetaire wetenschapper Chris McKay.
Renno is het daarmee eens. "Als we op zoek zijn naar leven, moeten we gaan waar het leven waarschijnlijk is."
Betere alternatieven
NASA heeft op dit moment geen geplande levensdetectiemissie - tenminste één die naar een 'speciaal gebied' zou gaan. Gelukkig is er nog tijd voordat mensen op de Rode Planeet arriveren - vermoedelijk in de jaren 2030.
"Het is niet zo moeilijk om een missie naar een specifiek gebied te sturen", zegt McKay. "Er zijn speciale vereisten, en de missie moet daarmee verband houden."
Een van de voorgestelde missies is Icebreaker, een "Icebreaker" die de noordpool van Mars zal boren, waar de overblijfselen van oud leven in het ijs kunnen worden bewaard. Onder leiding van McKay zou de missie in eerste instantie zijn ontworpen voor sterilisatie en de directe zoektocht naar leven in specifieke gebieden. Als de financiering wordt goedgekeurd, kan deze al in 2020 beginnen voor $ 450 miljoen plus lanceringskosten.
Een ander gewaagd (BOLD, zoals de naam van de missie suggereert) voorstel, Biological Oxidant and Life Detection, zou zes kleine sondes sturen om naar leven op Mars te zoeken. Toen de missie een paar jaar geleden werd voorgesteld, berekenden wetenschappers dat deze al in 2018 zou kunnen gaan op minder dan $ 300 miljoen. Het is waar dat ze niet hebben gespecificeerd of deze ruimtevaartuigen zouden worden vrijgemaakt om speciale gebieden binnen te gaan.
Natuurlijk kunnen ruimtevaartuigen worden gemaakt met geavanceerde materialen die het bakken tijdens sterilisatieprocedures kunnen overleven, zegt Conley. Veel militaire elektronica werkt bij de temperaturen die worden gebruikt om de Viking schoon te maken. Maar het proces vereist speciale aandacht, omdat materialen kunnen uitzetten of krimpen, of zelfs volledig breken wanneer ze worden blootgesteld aan sterke hitte.
En, natuurlijk, het ontwerpen van ruimtevaartuigcomponenten is slechts een onderdeel van het organiseren van een levenszoekmissie. Het kan zelfs nog moeilijker zijn om te beslissen welke manier om het leven te vinden beter is dan andere - moeten we het leven zoeken op basis van DNA, of zou het leven op Mars totaal anders kunnen zijn dan onze biologie? Wetenschappers debatteren nog steeds of de Vikingen in 1976 het leven op Mars hebben ontdekt. Als we in de jaren 2030 mensen naar Mars willen sturen, kunnen we niet nog eens 40 jaar ruzie maken.
ILYA KHEL
