Поиск жизни в космосе: Швейцария заходит с козырей!

Что такое ORIGIN? Мы имеем дело с очень продвинутыми и точными весами, которые для измерения массы молекул используют лазерные импульсы. swissinfo.ch / Christian Raaflaub

Методика астробиологических исследований остается неизменной с 1970-х годов. Даже в самом современном марсоходе «Персеверанс», который опустился на Марс в феврале, функционирует компьютерная техника пусть и абсолютно надежная, но все-таки десятилетней давности. Группа ученых Бернского университета работает над настоящей технологической революцией.

Русскоязычную версию материала подготовил Игорь Петров.

«Уже с чисто статистической точки зрения просто немыслимо себе представить, что мы одни во Вселенной, где-то там точно есть жизнь», — говорит астрофизик Андреас Ридо. Мы находимся в лаборатории Кафедры космических исследований и планетологии Института физики Бернского университета.

Кстати, наша встреча в университете проходит как раз в день высадки марсохода «Настойчивость» на поверхность красной планеты. «Возможно, в рамках этой миссии мы впервые идентифицируем признаки былой жизни на ее поверхности или под ней», — говорит 36-летний швейцарский ученый.

Для него увлечение космосом началось с попытки найти подход к ответу на один из фундаментальных вопросов бытия: «Одиноки ли мы во Вселенной»? С точки зрения Андреаса Ридо, жизнь в той или иной форме за пределами Земли была или есть уже даже в границах Солнечной системы, частью которой является наша голубая планета. «Мы предполагаем, что следы микробных примитивных форм жизни, возможно, находятся под километровыми слоями льда в глубине жидких океанов некоторых спутников Юпитера и Сатурна».

Основы жизни

Чтобы найти ответ на этот вопрос, А. Ридо вместе со своим коллегой-химиком Нильсом Лигтеринком (32 года) разработал и реализует исследовательский проект ORIGIN. «Для химика космос — это потрясающее место для изучения разного рода веществ на молекулярном уровне, ведь условия там качественно отличаются от земных», — отвечает нам Нильс.

Лазерные импульсы вместо «духовки» на борту марсохода! Universität Bern, Space Research & Planetary Sciences

«Конечно, поиск внеземной жизни сам по себе является очень увлекательным занятием, но больше всего меня интересуют, упрощенно говоря, „молекулярные кирпичики“, из которых и складывается органическая жизнь», — говорит он. 

На момент интервью Нильс находился в Голландии, где ученый застрял из-за пандемии. С помощью проекта ORIGIN ученые собираются целенаправленно искать в космосе следы аминокислот, без которых органическая жизнь в любой форме была бы невозможна.

«Мы надеемся обнаружить такие молекулы на ледяных лунах Юпитера и Сатурна. Потому что тогда это стало бы доказательством того, что жизнь там существует сейчас или существовала когда-то в далеком прошлом», — говорит А. Ридо. Особое внимание они намерены уделить спутнику Юпитера «Европа» и спутнику Сатурна «Энцелад». Все эти небесные тела очень перспективны с точки зрения астробиологических исследований.

По итогам измерений молекулу можно идентифицировать или как обычную молекулу или же как биомолекулу, каковая и есть признак жизни. swissinfo.ch / Christian Raaflaub

Автоматические межпланетные станции «Кассини-Гюйгенс» и «Галилео» уже обнаружили там в свое время жидкие океаны, которые, находясь под слоями льда толщиной по меньшей мере в километр, могут покрывать всю поверхность этих мини-планет или большую ее часть. И вот в Берне разработали специальный измерительный прибор, который призван проводить масс-спектрографический анализ внеземных жидких сред. «Океаны на этих планетах вполне могут содержать так называемые био-сигнатуры», — говорит А. Ридо. 

Берн — центр космического приборостроения

Бернский университет давно уже известен в научном мире как центр разработки и внедрения самого широкого спектра оборудования, позволяющего проводить освоение и исследование космического пространства на самом высоком уровне.

Астрофизик Андреас Ридо (Andreas Riedo). Vera Maria Knoepfel

Палитра уникальных разработок этого вуза простирается от знаменитого солнечного паруса, стоявшего в центре лунной миссии корабля «Аполлон-11», вплоть до самого современного космического телескопа CHEOPS. Перечислить все разработки просто невозможно, для дополнительной информации обратитесь к нашему фокус-досье ниже. 

Сердцем проекта ORIGIN является особый масс-спектрограф. Он был разработан еще в 2003 году ученым Петером Вурцем (Peter Wurz) для BepiColombo, совместной миссии Европейского космического агентства (EKA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) по исследованию Меркурия.

На орбиту планеты Меркурий планируется вывести два аппарата: Mercury Planetary Orbiter и Mercury Magnetospheric Orbiter. Их запуск в космос произошёл 20 октября 2018 года, прибытие к Меркурию планируется 5 декабря 2025 года. А вот от запланированного посадочного модуля пришлось отказаться. 

И так прибор остался на земле в Берне. С тех пор ученые Бернского университета продолжали совершенствовать его, повышая, в частности, степень измерительной чувствительности.

Валерий Курту

В настоящее время этот показатель уже удалось увеличить почти в тысячу раз, бернский прибор превосходит тем самым все сопоставимые измерительные инструменты, которые использовались ранее или используются в настоящее время. Все это значительно увеличивает шансы на обнаружение признаков внеземной жизни. Как такое вообще возможно?

Разъяснить это нам, неспециалистам, нелегко, поэтому ученый начинает издалека. Первый марсоход попал на Марс еще в 1970-е годы — это был советский спускаемый аппарат «Марс-3», который совершил мягкую посадку 2 декабря 1971 года. Удивительно, но факт: измерительные и исследовательские технологии, используемые на борту таких планетоходов, практически не изменились до сего дня.

Химик Нильс Лигтеринк (Niels Ligterink). zVg

«И сейчас, и тогда пробы грунта или породы испарялись в специальных печах, и только потом испаренный материал подвергался анализу». Проект «ОРИДЖИН» использует совсем другой подход. «Для получения условий, сравнимых с условиями в печах-автоклавах, мы используем лазерные импульсы», — говорит А. Ридо.

«Такой метод измерения является гораздо более надежным и точным, при этом марсоходу не нужно с собой тащить целую духовку, а это значит, что у нас остается больше места для других приборов. Или же мы можем экономить миллионы, что для таких космических миссий тоже немаловажно».

«С этим новым измерительным инструментом мы получаем возможность совершенно иначе взглянуть на проблему поиска аминокислот, — добавляет Нильс Лигтеринк. — Проще говоря, мы имеем дело с очень продвинутыми и точными весами, которые для измерения массы молекул используют лазерные импульсы. По итогам измерений молекулу можно идентифицировать или как обычную молекулу, или же как биомолекулу, каковая и есть признак жизни».

Еще остаются некоторые препятствия

Интерес к такого рода технологиям уже проявила НАСА. По данным Бернского университета, Космическое агентство США планирует совершить полет к спутнику Юпитера «Европа», добравшись до него к 2030 году и произведя все возможные измерения прямо на месте. Цель — найти молекулярные формы жизни. Однако только на полет туда придется потратить около семи лет. НАСА уже собиралось протестировать прибор из Берна в Арктике, но из-за пандемии все это пришлось отложить. 

NASA: l’atterraggio di Perseverance su Marte (Engl.)

Коронавирус оказывает самое непосредственное влияние в том числе и на фундаментальную науку, — говорит А. Ридо. — Тем не менее и тут есть выход: недавно мы связались с нашими коллегами в Англии, и скоро они предоставят нам образцы льда, с тем чтобы мы потом проанализировали их с помощью аппаратуры ORIGIN.

Следует учитывать, что на ледяных спутниках царят температуры между минус 160 и минус 170 градусами Цельсия, и это весьма положительный аспект, так как тогда искомые био-сигнатуры, если они там вообще присутствуют, окажутся сохраненными в идеальном состоянии и практически бесплатно». 

Università di Berna: siamo soli nell’universo? (Engl.)

Основная же техническая задача в будущем будет заключаться «в поиске решений, обеспечивающих „выживание“ измерительных приборов в столь суровых условиях. Это чрезвычайно сложная задача, еще и потому, что там очень высок уровень радиации, которая также влияет на органическую жизнь. Например, аминокислоты или липиды очень быстро разрушаются в таких условиях, и, вероятно, обнаружить их будет невозможно».

А если все-таки сделать это удастся? «Тогда это был бы огромный скачок не только в науке, но и в обществе, в нашем мышлении, потому что впервые у нас была бы уверенность в том, что во Вселенной мы все-таки не одиноки», — резюмирует А. Ридо.