Det finns vatten på Mars. Inte bara is eller snö, utan flytande, rinnande vatten. Den är salt och knapp, men fortfarande en av de viktigaste ingredienserna som behövs för livet på jorden - och även om den röda planeten är långt ifrån den mest välkomnande platsen att bo på, tror forskare att den har en chans. Kanske gömmer sig encelliga organismer någonstans på Mars. Om vi vill hitta dem, måste vi titta på de platser där de mest troligt är. Enligt NASA måste vi "följa vattnet."
Problemet är att de flesta rymdskepp på Mars inte kan "följa vatten" eftersom de inte är tillräckligt rena för att komma in i de fuktiga och varma "specialområdena" där livet troligen kommer att slå rot. "Specialområden" bestäms av Internationella vetenskapsrådet i utskottet för rymdutforskning i enlighet med deras plan för försvar. Logiken är att om vi skickar ett smutsigt rymdskepp till ett av dessa "specialområden", kan jordiska mikrober föda upp där, förorena Mars och göra det så att när vi hittar mikrobiellt liv på Mars, kommer vi inte att förstå om det är infödda till Mars eller förde från jorden?
Om NASA ser allvar med att skicka astronauter till Röda planeten på 2030-talet, kommer det att vara viktigt för byrån att få ett ja eller nej svar på denna äldre fråga innan människor kommer till Mars och orsakar en röra. Ja, vi har antagligen redan förorenat Mars till viss del med vårt tidigare rymdskepp, men att sterilisera människor är mycket svårare än maskiner.
"När vi skickar människor till Mars kommer det att vara mycket, mycket svårt att undvika föroreningar," sade Nilton Renno, ingenjör och astrobiolog vid Michigan State University. "Folk tar med sig en enorm mängd mikrober." Dessutom "om människor åker till Mars kommer de att vilja utforska de mest intressanta regionerna." Som de med vatten.
För närvarande är det enda uppdraget som kan testa Mars för livet innan astronauter anländer på 2030-talet är Mars 2020-rover, och det kan inte steriliseras noggrant för att komma in i områden där Marsliv sannolikt kommer att gömma sig. …
Borde vi inte ha hittat henne redan?
På 1970-talet var Viking-landaren det första NASA-rymdskeppet som landade på ytan av Mars, och det var också den första som försökte hitta liv på planeten. Svaret de skickade oss visade sig vara mycket nedslående: kanske. Ett av experimenten avslöjade metabolisk aktivitet, medan andra inte hittade organiska material - det vill säga de som utgör varelser på jorden.
Kampanjvideo:
När rubrikerna "Det finns liv på Mars" bleknade fanns det en 15-årig avbrott i Mars-utforskningen. Folk såg bara inte poängen med att slösa bort pengar på smala experiment.
När NASA äntligen återupptog sin utforskning av Mars, tog byrån en mindre direkt inställning: istället för att leta efter liv, började rymdskepp leta efter förhållanden där livet kunde häcka, tidigare eller nu. Målet med Curiosity rover, till exempel, var att "bedöma om Mars en gång hade en miljö som kan stödja små livsformer som kallas mikrober."
2011 föreslog ett team av forskare att vikingarna verkligen skulle ha upptäckt organiskt material på Mars. Eftersom NASA aldrig har varit i Mars tidigare, hur vet den att Martianjord är rik på perklorater som bryter ned organiska ämnen? Forskare sa att det organiska ämnet som avskrevs som markföroreningar faktiskt kremerade prover av organisk material från Martian. Det finns inga garantier för liv på Mars, men om det finns organiska ämnen växer chansen att få liv med det.
För att vara tydlig ännu en gång är Mars en hård plats. Det är kallt och det finns ingen flykt från skadlig strålning. Men Mars jord har lovande kemi som antyder att mikrobiella organismer tuggar på mat, och vattenis finns både på polerna och under jord. På jorden, nästan var det finns vatten, finns liv.
Farlig förorening
När det yttre rymdfördraget undertecknades 1967, kom länderna överens om att när de studerade månen och andra himmelkroppar, skulle de "undvika deras farliga förorening och också ogynnsamma förändringar i jordens miljö till följd av införandet av utomjordiska ämnen."
Frasen”undvika farlig kontaminering” är öppen för tolkning. Vi vet inte om det finns liv på Mars eller hur våra mikrober potentiellt kan påverka det.
Internationella vetenskapliga organisationer har beslutat att testa Mars för livet inte är en absolut förutsättning för att skicka astronauter, men det är en bra idé.
"Det fanns ingen enighet om huruvida vi skulle göra detta," säger Katharina Conley, specialist på planetförsvar vid NASA.
Om det finns liv på Mars, och vi inte vet det, kan vi äventyra vår egen biologi - på jorden kan flyttning av arter från en region till en annan vara katastrofalt. Vad händer om vi av misstag transporterar invasiva arter över interplanetära rymden? På samma sätt kan Marsliv hota jorden och / eller vår astronauters hälsa.
"Om vi inte har information, vet vi inte om konsekvenserna," säger Conley. "Det är säkrare att utforska platser när du vet mer om dem."
Strikta krav
Viking-uppdraget satte standarden för rymdskeppsrenlighet. Vid den tiden förväntade forskare sig att hitta liv på Mars, så landaren desinficerades och värmdes vid temperaturer upp till 130 grader under en längre tid. Framtida rymdfarkoster som kommer att söka liv kommer också att genomgå en liknande bakningsprocedur - vilket innebär att de måste göras resistenta mot sådana temperaturer i förväg. En sådan rengöring skulle minska antalet mikrober ombord på enheten till 30.
I dag, innan man går ut i rymden, möter rymdskeppet relativt enkla steriliseringsmetoder, inklusive kemiska behandlingar och ultravioletta strålar. Fortfarande kan nyfikenheten bära upp till 300 000 bakteriella hitchhikers. Men för att ett rymdskepp ska komma in i en av de "speciella regionerna" i Mars, måste ingenjörerna minska antalet till 30. De säger att det är dyrt och tidskrävande. Men andra hävdar att strikta krav är nödvändiga för att undvika att ifrågasätta utforskningen av själva Mars.
Noggrann sterilisering av rymdskeppet kommer att öka kostnaden för uppdraget avsevärt. För ungefär ett decennium sedan drog NASA och European Space Agency (ESA) slutsatsen att ommontering av Spirit and Opportunity-rovers med värmebeständiga material som skulle göra det möjligt för dem att överleva värmesterilisering skulle kosta 100 miljoner dollar. Conley noterar dock att processen kommer att bli billigare för projekt som ursprungligen var designade för ultrasterilisering.
"Det kommer att behöva rengöras under hela livet", säger Renno, från det ögonblick som ingenjörerna monterar rymdskeppet i ett rent rum till det ögonblick de fäster det på raketen. Raketen måste också desinficeras. "Vi måste se till att vägen från labbet till Mars är tydlig."
ESA: s ExoMars-rover kommer att landa på Mars 2018 för att söka efter biomarkörer som kan indikera liv i det förflutna eller det nuvarande. Mars 2020 rover kommer att lanseras inom fem år; han kommer att behöva samla in prover av Martian jord, som sedan kommer att plockas upp av ett odefinierat uppdrag att återlämna proverna tillbaka till Jorden, där forskare kan testa dem för livet. Varken ExoMars eller Mars 2020 kommer dock att vara tillräckligt rena för att resa till en speciell region, och det är för sent att tänka på att förbättra dem.
"Det du aldrig kan ersätta är tid", säger Conley. Dessutom har eftermonteringen ytterligare en nackdel: "När du ändrar saker kommer de inte nödvändigtvis att fungera som de gjorde tidigare."
Således kommer resultaten att dessa enheter kommer tillbaka till oss att vara motstridiga; upptäckten av livet på Mars kan vara falskt positivt, orsakat av markföroreningar, och ett negativt resultat kommer att säga lite, eftersom vi inte har tittat på platser där livet mycket väl kan vara.
"Det verkar meningslöst att rikta livssökande uppdrag till" icke-speciella områden "om" specialområdena "är platser med ökat intresse för möjligt liv", säger NASA planetforskare Chris McKay.
Renno håller med. "Om vi letar efter livet, borde vi gå dit livet troligtvis är."
Bättre alternativ
NASA har inte ett planerat uppdrag för livdetektering just nu - åtminstone ett som skulle gå till ett "specialområde." Lyckligtvis finns det fortfarande tid tills människor anländer till Röda planeten - antagligen på 2030-talet.
"Det är inte så svårt att rikta ett uppdrag till ett specifikt område," säger McKay. "Det finns särskilda krav, och uppdraget måste korreleras med dem."
Ett av de föreslagna uppdragen är Icebreaker, en "Icebreaker" som kommer att borra den norra polen av Mars, där resterna av forntida liv kan bevaras i isen. Under McKays ledning skulle uppdraget ursprungligen utformats för sterilisering och direkt sökning efter liv inom specifika områden. Om dess finansiering godkänns kan den börja så tidigt som 2020 för 450 miljoner dollar plus lanseringskostnader.
Ett annat djärvt (FETT, som namnet på uppdraget antyder), Biologiskt oxidationsmedel och livdetektion, skulle skicka sex små sonder för att söka efter liv på Mars. När uppdraget föreslogs för några år sedan beräknade forskare att det kunde gå så tidigt som 2018 till mindre än 300 miljoner dollar. Det var sant att de inte specificerade om dessa rymdfarkoster skulle rensas för att komma in i specialområden.
Naturligtvis kan rymdskepp tillverkas med avancerade material som kan överleva bakning under steriliseringsförfaranden, säger Conley. En hel del militärelektronik fungerar vid de temperaturer som används för att rengöra Viking. Men processen kräver särskild uppmärksamhet, eftersom material kan expandera eller sammandras eller till och med gå sönder helt när de utsätts för stark värme.
Och naturligtvis är designen av rymdfarkostkomponenter bara en del av att organisera ett livsökande uppdrag. Det kan vara ännu svårare att avgöra vilket sätt att hitta livet som är bättre än andra - ska vi söka liv baserat på DNA, eller kan Martian-livet vara helt annorlunda än vår biologi? Forskare diskuterar fortfarande om vikingarna upptäckte livet på Mars redan 1976. Om vi vill skicka människor till Mars på 2030-talet, kan vi inte spendera ytterligare 40 år på att diskutera.
ILYA KHEL