במשך זמן רב הרעיון למצוא חיים בעולמות אחרים היה רק חלום מדע בדיוני. אולם בזמננו המודרני חיפוש החיים הופך במהירות למאמץ מעשי. כעת, כמה מוחות בנאס"א מסתכלים קדימה לחיפוש אחר חיים בעולמות אחרים, ומגלים כיצד לחפש בצורה יעילה ויעילה יותר. הגישה שלהם מרוכזת סביב שני דברים: ננו-לוויינים ומיקרו-פלואידים.
החיים ניכרים על כדור הארץ. אבל זה סיפור אחר עבור העולמות האחרים במערכת השמש שלנו. מאדים הם היעד העיקרי שלנו כרגע, עם העבודה ש- MSL Curiosity עושה. אבל הסקרנות חוקרת את מאדים כדי לברר אם התנאים על הפלנטה ההם היו אי פעם חיוביים לכל החיים. אפשרות מרגשת יותר היא למצוא חיים רחוקים על עולם אחר: כלומר, חיים שקיימים ברגע זה.
בסדנת פלנטריה למדע המדע 2050 התכנסו מומחים למדע פלנטרי ותחומים קשורים בכדי להציג רעיונות לגבי 50 שנות הבדיקה הבאות במערכת השמש. צוות בראשותו של ריצ'רד קווין במרכז לחקר אמס של נאס"א (ARC) הציג את רעיונותיהם בחיפוש אחר חיים קיימים בעשורים הבאים.
עבודותיהם מבוססות על סקר העשור האחרון "חזון ומעברים למדע פלנטרי בעשור השנה 2013-2022." מקור זה מאשר את מה שרובנו כבר מודעים אליו: שצריך להתרכז בחיפוש אחר החיים שלנו על מאדים ועל מה שמכונה "עולמות האוקיאנוס" של מערכת השמש שלנו כמו אנצ'אלדוס ואירופה. השאלה היא איך ייראה החיפוש הזה?
קווין וצוותו תיארו שתי טכנולוגיות בהן נוכל למרכז את החיפוש סביבנו.
ננו-אטליט מסווג כמשהו שיש לו מסת בין 1-10 ק"ג. הם מציעים מספר יתרונות על פני עיצובים גדולים יותר.
ראשית, המסה הקטנה שלהם שומרת על עלויות שיגורם נמוכות מאוד. במקרים רבים ניתן לגבות את החומר הננו-אטליטי על מנת להפעיל עומס גדול יותר, רק כדי להשתמש בכל יכולת עודפת. ניתן ליצור ננו-סאטליטים בזול, וכפולים מהם יכולים להיות מתוכננים ובונים אותו דבר. זה יאפשר לשלוח צי ננוטטלים לאותו יעד.
עיקר הדיון סביב חיפוש אחר מרכזי חיים סביב מלאכה גדולה או נחיתה הנחתת במקום אחד, ויש להם מוגבלות בניידות. חובבי מאדים עושים עבודה נהדרת, אך הם יכולים לחקור רק מיקומים מאוד ספציפיים. באופן מסוים, זה יוצר סוג של שגיאת דגימה. קשה להכליל את התנאים לחיים בעולמות אחרים כאשר דגמנו רק קומץ קטן של מיקומים.
על כדור הארץ החיים נמצאים בכל מקום. אבל כדור הארץ הוא גם ביתם של הקיצוניות, אורגניזמים שקיימים רק במקומות קיצוניים וקשים לגישה. חשוב על פתחי אוורור תרמיים בקרקעית האוקיאנוס, או על מערות כהות ועמוקות. אם זה סוג החיים שקיימים בעולמות היעד במערכת השמש שלנו, קיימת אפשרות חזקה שנצטרך לדגום מיקומים רבים לפני שנמצא אותם. זה משהו שהוא מעבר ליכולות של חובבינו. Nanosatellites יכול להיות חלק מהפתרון. צי מהם החוקר עולם כמו אנצ'לדוס או אירופה יכול להאיץ את החיפוש אחר חיינו הקיימים.
נאס"א תכננה ובנתה ננו-אטליטים לביצוע מגוון משימות, כמו ביצוע ניסויי ביולוגיה, ובדיקת טכנולוגיות הנעה ותקשורת מתקדמות. בשנת 2010 הם פרסו בהצלחה ננו-אטליט מ מיקרו-אטליט גדול יותר. אם תרחיב על הרעיון הזה, אתה יכול לראות כיצד צי קטן של ננו-אטלטים יכול להיפרס על עולם אחר, לאחר שהגיע לשם למלאכה גדולה יותר.
מיקרו-פלואידיקה עוסקת במערכות המניפולציות על כמויות קטנות מאוד של נוזלים, בדרך כלל בסדר גודל תת מילימטרי. הרעיון הוא לבנות מיקרו-שבבים המטפלים בגדלי מדגם קטנים מאוד, ולבדוק אותם במקום. נאס"א ביצעה עבודות עם מיקרו-פלואידים כדי לנסות ולפתח דרכים לפקח על בריאותם של האסטרונאוטים במסעות חלל ארוכים, שבהם אין גישה למעבדה. ניתן לייצר שבבים מיקרו-פלואידיים בעלי פונקציה אחת או שתיים בלבד, ומייצרים תוצאות אחת או שתיים בלבד.
מבחינת החיפוש אחר חיים קיימים במערכת השמש שלנו, מיקרו-פלואידים הם התאמה טבעית לננו-אטליטים. החלף את יכולות האבחון הרפואי של שבב מיקרו-פלואיד באבחון לסמן ביולוגי, ויש לך מכשיר זעיר שניתן להרכיב על לוויין זעיר. מכיוון שבבי מיקרו-פלואיד מתפקדים יכולים להיות קטנים כמו מעבדי מיקרו, ניתן יהיה להתקין מכפילים מהם.
"אילוצים טכניים יגבילו בהכרח משימות רובוטיות המחפשות עדויות לחיים לכמה ניסויים שנבחרו." - Richard.C.Quinn, et. al.
בשילוב עם ננו-אטליטים, מיקרו-פלואידים מציעים אפשרות של אותם מעט בדיקות לחיים שיחזרו שוב ושוב במספר מוקדים. זה כמובן מאוד מושך כשמדובר בחיפוש אחר חיים. הצוות שעומד מאחורי הרעיון מדגיש כי גישתם הייתה כרוכה בחיפוש אחר אבני בניין פשוטות, ביומולקולות מורכבות המעורבות בביוכימיה בסיסית, וגם מבנים שחיי הסלולר מחייבים כדי להתקיים. ביצוע הבדיקות הללו במספר מיקומים יהווה יתרון בחיפוש.
חלק מהטכנולוגיות לחיפוש המיקרו-פלואיד בחיים כבר פותחו. הצוות מציין שכמה מהם כבר ערכו הפגנות מוצלחות במשימות מיקרו-כוח משיכה כמו ה- GeneSat, ה- PharmaSat וה- SporeSat.
"השילוב של מערכות מיקרו-פלואיד עם חיישנים כימיים וביוכימיים ומערכי חיישנים מציעים כמה מהגישות המבטיחות ביותר לגילוי חיים רחוקים באמצעות פלטפורמות של עומס קטן." - Richard.C.Quinn, et. al.
אנחנו במרחק דרכים ממשימה לאירופה או לאנצלאדוס. אולם מאמר זה עסק בחזון העתיד של חיפוש אחר חיים רחוקים. לעולם לא מוקדם להתחיל לחשוב על זה.
ישנם מכשולים ברורים לשימוש בננו-אטליטות כדי לחפש חיים באנצ'אלדוס או באירופה. העולמות האלה קפואים, וזה האוקיאנוסים שמתחת לכובעי הקרח העבים שאנחנו צריכים לחקור. איכשהו, ננו-אטליטים זעירים שלנו יצטרכו לעבור את הקרח הזה.
כמו כן, הננו-אטליטים שיש לנו עכשיו הם בדיוק זה: לוויינים. הם נועדו להיות במסלול סביב גוף. כיצד ניתן להפוך אותם לחוקרים צוללים זעירים ועתירי ים.
אין ספק שמישהו אי שם בנאס"א כבר חושב על זה.
החזון הקשת יתר של צי מלאכה קטן, שלכל אחד יכולת לחזור על ניסויים בסיסיים המחפשים חיים במקומות מרובים, הוא צליל צליל. באשר לאופן שבו מתברר, נצטרך לחכות ולראות.
