ناسا در جستجوی حیات در منظومه شمسی و فراتر از آن: آیا در جهان تنها هستیم؟

ناسا به دنبال یافتن حیات در منظومه شمسی و بخش‌های دیگر از کیهان است. از مطالعه درباره قابلیت سکونت در مریخ گرفته تا تحقیق در مورد جهان‌های اقیانوسی مانند تایتان و اروپا و ماموریت‌های علمی همه و همه با هدف کشف نشانه‌های حیات در کهکشان در ارتباط هستند.

مطالعه ناسا به درک ریشه‌ها، تکامل و محدودیت‌های زندگی روی زمین توجه می‌کند. این کار در شکل‌گیری ایده‌های جستجو برای حیاتی فراتر از زندگی روی زمین تاثیرگذار بوده است. همانطور که ناسا در منظومه شمسی کاوش می‌کند، درک ما از زندگی روی زمین و پتانسیل حیات در جهان‌های دیگر در کنار بسیاری از کشفیات تغییر کرده است.

مطالعه ارگانیسم‌ها از فلات قطبی قطب جنوب تا اعماق اقیانوس نشان داده که پیدا کردن مکانی برای سازگاری با انسان‌ها ساده نیست. جستجوی زندگی به دقت زیادی احتیاج دارد و مبتنی بر دانش ما با مطالعه زندگی روی زمین از دریچه نجوم است. اگر جایی وجود داشته باشد، ما ممکن است هنوز ندانیم که چگونه آن را تشخیص دهیم. در این مقاله می‌خواهیم گذر سریعی به مطالعات ناسا در گذشته، حال و آینده داشته باشیم.

ماموریت‌های گذشته ناسا

در ابتدا نگاهی به ماموریت‌های سازمان فضایی آمریکا تا به امروز داریم.

وایکینگ ۱ و ۲

اولین پروژه بین سیاره‌ای تاریخ  آمریکا حدودا بیش از ۴۵ سال پیش انجام شد. در این پروژه، سفینه فضایی در امنیت بر سطح مریخ فرود آمد. وایکینگ یک و دو شامل یک مدارگرد و یک فرودگر بودند. این اولین تلاش ناسا با هدف یافتن حیات در سیاره‌های دیگر بود. آزمایش‌های زیست شناسی در خاک مریخ وجود فعالیت‌های شیمیایی را نشان می‌داد اما مدرک روشنی برای وجود میکروارگانیسم‌ها  در نزدیکی محل فرود بر روی مریخ وجود نداشت.

گالیله

فضاپیمای گالیله ناسا تقریبا ۸ سال به دور مشتری چرخید و از همه قمرهای مهم آن عبور کرد. گالیله داده‌های مهمی را از مشتری به اخترشناسان هدیه کرد. برای مثال فضاپیمای گالیله شواهدی ارائه کرد که نشان می‌داد قمر اروپا در واقع اقیانوسی یخ زده است که حجم آب آن از اقیانوس‌های سیاره زمین بیشتر است. این یافته‌ها نشان داد در جاهایی که حتی کسی احتمال وجود حیات نمی‌دهد هم می‌توان انتظار دیدن مایع حیات را داشت.

کاسینی

کاسینی برای بیش از یک دهه اطلاعات ما را از زحل و اقمار منجمد آن به روز نگه داشته بود. برای اولین‌ بار فضانوردان توانستند از جو غلیظ تایتان فراتر روند و سطح ماه را مطالعه کنند؛ همان‌جایی که چاله‌ها و دریاهای سرشار از هیدروکربن را مشاهده کردند. محققان امروزه به دنبال این موضوع هستند که وجود هیدروکربن مایع چه کمکی به زندگی در تایتان می‌کند.

کاسینی توانست فوران یخی انسلادوس (قمر زحل) را نیز برای اخترشناسان آشکار کند. در هنگام پرواز از میان ستون‌های یخی، مقادیری آب شور و مواد شیمیایی آلی به وسیله فضاپیما شناسایی شد. این موضوع باعث شد که پژوهشگران به وجود حیات در انسلادوس امیدوار شوند.

آپورچونیتی و اسپیریت

در سال ۲۰۰۳ دو فضاپیما برای یافتن بقایای آب به مریخ ارسال شدند. این ماموریت در ابتدا سه ماهه بود اما فضاپیماهای آپورچونیتی و اسپیریت تا سال‌ها توانستند اطلاعات ارزشمندی را جمع‌آوری کنند. این دو فضاپیما برای اولین بار ثابت کردند که آب به صورت مایع از سطح مریخ سرازیر شده است. یافته‌های آن‌ها جهت جدیدی را به تحقیقات دانشمندان بخشید و باعث شد محققان این حقیقت را دریابند که در مریخ باستانی شرایط برای حیات تا حدودی فراهم بوده است.

کپلر و کی‌تو K2

وظیفه کپلر یافتن سیارات فراخورشیدی هم‌اندازه زمین بود. نتیجه تحقیقات کپلر توانست گام جدیدی را به سوی اخترشناسی نوین بردارد. پس از ۹ سال جمع‌آوری اطلاعات در اعماق فضا، در سال ۲۰۱۸، این فضاپیما از رده خارج شد اما تحقیقات کپلر نشان داد که میلیاردها سیاره در اعماق فضا وجود دارد که می‌تواند نویدبخش زندگی و حیات فرازمینی باشد.

اسپیتزر

تلسکوپ فضایی اسپیتزر یک تلسکوپ با طول موج فروسرخ (مادون قرمز) بود که تا ۱۶ سال به مطالعه بخش فراخورشیدی کیهان از دید مادون قرمز پرداخت. این تلسکوپ نور سیارات فراخورشیدی را به طور مستقیم دریافت می‌کرد که این کار به فهم دانشمندان از ترکیبات جوی آن سیارات و اقلیم آن‌ها کمک بسیاری کرد. ابزار مادون قرمز اسپیتزر مثل چشمانی در فضا بود که می‌توانست سیاره‌های تازه شکل گرفته را از اجرام سردتر فضایی تفکیک کند. این چشم‌ها می‌توانستند اجرامی را ببینند که از دید تلسکوپ‌های معمولی کیهانی پنهان بود.

ماموریت‌های کنونی ناسا

ناسا حالا مشغول چه ماموریت‌هایی است؟ در ادامه این ماموریت‌ها را بررسی می‌کنیم.

هابل

از زمان راه‌اندازی در سال 1990، تلسکوپ فضایی هابل کمک‌های بی‌نظیری به اخترشناسی کرده است. ستاره‌شناسان از هابل برای اولین اندازه‌گیری‌های ترکیب جوی سیارات فراخورشیدی استفاده کردند. هنوز هم برای تعیین ترکیب شیمیایی سیارات و کشف چگونگی شکل‌گیری آن‌ها از اطلاعات هابل استفاده می‌کنند.

همه مشارکت‌های هابل شامل اهداف دور نیست. از هابل همچنین برای مطالعه اجرام درون منظومه شمسی استفاده شده است از جمله سیارک‌ها، ستاره‌های دنباله‌دار ، سیارات و قمرها مانند قمرهای یخی حامل اقیانوس‌های جذاب اروپا. هابل بینشی بسیار ارزشمند از توانایی‌های زندگی در منظومه شمسی و فراتر از آن را برای ما فراهم کرده است.

می‌ون

ماموریت تکامل مواد فرار و جو مریخ که به اختصار «می‌ون» خوانده می‌شود، از نوامبر ۲۰۱۳ آغاز شد و پس از یکسال در مدار مریخ شروع به گردش کرد و از آن زمان اطلاعات مفیدی را در اختیار محققان قرار داده است. بیشتر این تحقیقات روی آب‌های منجمد مریخ است، اینکه شرایط در گذشته برای مریخ چگونه بوده است و آیا حیاتی می‌توانسته روی سیاره سرخ شکل بگیرد یا خیر.

ادیسه مریخ

به مدت دو دهه، ادیسه مریخ توانست اطلاعات زیادی را درباره قمرهای آن و آب‌های منجمد مریخ ارائه دهد. ادیسه مریخ به محققان کمک کرد تا بتوانند نقشه‌ای از عناصر شیمیایی و مواد معدنی موجود در سطح مریخ را به دست بیاورند. این نقشه می‌تواند الگویی برای بررسی پتانسیل وجود حیات بر روی مریخ باشد.

مدارگرد شناسایی مریخ

این مدارگرد نشان داد که آب تا مدت زمان زیادی روی سطح مریخ به صورت مایع وجود داشته است، این موضوع با چیزی که باقی کاوشگران نشان می‌دادند برابری نمی‌کرد، بنابراین هنوز هم وجود حیات روی مریخ به صورت یک معما باقی مانده است. این داده‌ها برای درک پتانسیل مریخ برای حیات ضروری بود زیرا توانست اطلاعاتی را درباره آب و هوای مریخ به دست دانشمندان برساند.

مریخ‌نورد کنجکاوی

مریخ‌نورد کنجکاوی برای بررسی احتمال حیات میکروارگانیسم‌ها به سطح مریخ فرستاده شد. به عبارت دیگر، این کاوشگر باید بررسی می‌کرد که آیا شرایط اقلیمی، آب و مواد موجود در سطح مریخ برای وجود حیات کافی است یا خیر. کنجکاوی سال ۲۰۱۲ به مریخ فرستاده شد و تا به امروز در حال کسب اطلاعات و فرستادن آن به زمین است. یکی از نتایج مهمی که کنجکاوی ارائه داد، وجود دریاچه‌های آب شیرین در دهانه گیل بود به صورتی که مطالعه روی این آب‌ها نشان می‌داد که این آب‌های چند میلیون ساله، دارای عناصر کافی برای حیات بودند. بنابراین مریخ زمانی قابل سکونت بوده است.

ماموریت تس TESS

ماهواره بررسی سیاره فراخورشیدی (TESS) گام بعدی در جستجوی سیارات خارج از منظومه شمسی است. تس که در سال 2018 راه اندازی شده، ماموریت دارد کل آسمان (مخصوصا سیاراتی که انتظار می‌رود بتوانند حیات را پشتیبانی کنند) را بررسی کند و انتظار می‎‌رود هزاران سیاره فراخورشیدی در اطراف ستاره‌های درخشان اطراف را کشف و دسته‌بندی کند. تا به امروز تس بیش از 120 سیاره فراخورشیدی تایید شده و بیش از 2600 نامزد سیاره را کشف کرده است. این شکارچی سیاره همچنان به یافتن اهداف سیارات فراخورشیدی ادامه می‌دهد و تلسکوپ فضایی جیمز وب جزییات مربوط به آن‌ها را بررسی خواهد کرد.

مریخ‌نورد استقامت

جدیدترین مریخ‌نورد ناسا که استقامت نام دارد در فوریه ۲۰۲۱ توانست به سطح مریخ برسد. استقامت به دنبال نشانه‌هایی از حیات میکروارگانیسم‌های تاریخی روی سطح مریخ خواهد بود که باعث پیشرفت تحقیقات ناسا در زمینه تاریخ این سیاره سرخ خواهد شد. آنچه واقعاً این ماموریت را متمایز می کند این است که این مریخ‌نورد دارای یک مته برای جمع‌آوری نمونه‌های اصلی سنگ در مریخ است و آن‌ها را برای خروج از مریخ ذخیره می‌کند تا برای تحقیقات بیشتر و تجزیه و تحلیل به زمین فرستاده شوند.

ماموریت‌های آینده ناسا

ناسا همچنان به دنبال پاسخ به سوالات مهم بشریت است و با ماموریت‌های جدید در چنین مسیری گام برمی‌دارد، اما سازمان فضایی آمریکا چه ماموریت‌هایی پیش روی خود دارد؟

تلسکوپ فضایی جیمز وب

تلسکوپ فضایی جیمز وب که قرار است در سال 2021 به فضا پرتاب شود، رصدخانه برتر فضایی دهه آینده خواهد بود. جیمز وب یک تلسکوپ مادون قرمز بزرگ با آینه اولیه 6.5 متری است. از مشاهدات جیمز وب برای مطالعه هر مرحله از تاریخ جهان، از جمله تشکیل سیارات و قمرهای منظومه شمسی استفاده خواهد شد. تلسکوپ جیمز وب همچنین قادر به مشاهدات دقیق از جو سیاره‌هایی است که در مدار سایر ستارگان هستند و می‌توانند اجزای سازنده حیات در سیارات شبیه زمین را در فراتر از منظومه شمسی جستجو کنند.

ماموریت اروپا کلیپر

قمر مشتری ممکن است پتانسیل زندگی را داشته باشد. ماموریت اروپا کلیپر با هدف شناسایی دقیق اروپا بررسی می‌کند که آیا این قمر یخی می‌تواند شرایط مناسب برای زندگی را داشته باشد. این ماموریت در سال ۲۰۲۴ انجام خواهد شد و با قرار گرفتن در مدار مشتری می‌تواند اطلاعات زیادی را در مورد قمر اروپا به ما ارائه دهد.

درست است که هدف اروپا کلیپر کسب اطلاعات درباره وجود یا عدم وجود حیات روی قمر مشتری است اما هدف مستقیم آن یافتن حیات نیست! در واقع دانشمندان می‌خواهند با کسب اطلاعات بیشتر درباره قمر مشتری، چگونگی رشد زندگی روی سیاره زمین را بهتر درک کنند و مکان‌های مناسب برای یافتن حیات در سامانه فراخورشیدی را مکان‌یابی کنند.

ماموریت سنجاقک به تایتان

ماموریت سنجاقک (Dragonfly) به جستجوی عناصر تشکیل‌دهنده حیات، نمونه‌برداری و بررسی سطح قمر یخی زحل می‌پردازد. سنجاقک در سال ۲۰۲۶ به تایتان پرتاب خواهد شد و تا سال ۲۰۳۴ به آنجا خواهد رسید. این روتور هواپیما به ده‌ها موقعیت امیدوارکننده در تایتان پرواز کرده و به دنبال ترکیبات شیمیایی مشترک در تایتان و زمین خواهد بود و نتایج این ماموریت مبنای مقایسه‌های فرایند‌های شیمیایی زمین و تایتان خواهد بود.

تلسکوپ نانسی گریس رومن

تلسکوپ فضایی رومن که قرار است در اواسط دهه 2020 پرتاب شود، دارای یک میدان دید است که 200 برابر بیشتر از دستگاه مادون قرمز هابل است و با زمان مشاهده کمتر، دید بیشتری از آسمان را در اختیار ما قرار می‌دهد. این ماموریت با «شیشه‌های ستاره‌ای» مجهز خواهد شد، ابزاری تاج‌دار که می‌تواند تابش خیره‌کننده از یک ستاره را مسدود کند و به ستاره‌شناسان اجازه دهد مستقیما از سیارات عظیم در مدار اطراف آن تصویر بگیرند.

کروناگراف اولین نمایش فضایی فناوری‌های موردنیاز برای ماموریت‌های آینده را برای تصویربرداری و مشاهده سیارات صخره‌ای کوچکتر در مناطق قابل سکونت ستارگان مجاور فراهم می‌کند. کروناگراف رومن مشاهداتی را انجام می‌دهد که می‌تواند به کشف جهان‌های جدید فراتر از منظومه شمسی کمک کند و به روند یافتن حیات در سیاره‌های فراخورشیدی سرعت ببخشد.