Ученые NASA предлагают искать внеземную жизнь с помощью наноспутников и микрогидродинамики.

В конце февраля — начале марта в Вашингтоне прошла конференция Planetary Science Vision 2050. В ней приняли участие сотни ученых из многих стран мира, чтобы обсудить и представить планы исследования Солнечной системы на следующие 50 лет. Интересным оказалось выступление астробиолога NASA Ричарда Куинна, предложившего свои методы по поиску внеземной жизни.

Предложение специалиста основано на анализе документа “Vision and Voyages for Planetary Science in the Decade 2013-2022”, в котором говорится, что в силу геологических и других характеристик, с большей вероятностью жизнь можно обнаружить на Марсе и так называемых “Океанских мирах” Солнечной системы — Энцеладе и Европе (шестые спутники Сатурна и Юпитера, соответственно).

Куинн и его команда рассказали о двух технологиях, которые мы могли бы использовать в миссиях по поиску жизни на этих объектах.

НАНОСПУТНИКИ

Обычно поиск жизни на других планетах ассоциируется с крупными космическими судами или посадочными аппаратами. Главной проблемой такой техники является ее ограниченная мобильность. Марсоходы выполняют большую работу, но, к сожалению, они могут исследовать только определенные участки поверхности, да и скорость их движения очень низкая, что отнимает много времени на одно лишь передвижение.

На Земле жизнь повсюду, даже там, где, исходя из логики, ее быть не может. Наша планета является домом для крошечных микроорганизмов — экстремофилов, которые живут в очень экстремальной среде, способной убить любую другую форму жизни. Экстремофилы обитают в горячих источниках, на дне океанов, в местах, где есть радиация и т.д. Если это та жизнь, которая существует на других мирах Солнечной системы, то нам придется хорошенько попотеть, прежде чем мы ее найдем. К сожалению, при помощи только одних роверов отыскать ее будет невозможно. Помочь в этом смогут наноспутники. Ученые предлагают отправить целый флот из таких аппаратов к Энцеладу и Европе.

Наноспутники представляют собой малые космические аппараты весом до 10 кг, оборудованные специальными исследовательскими приборами. Такая техника имеет ряд преимуществ перед более крупными конструкциями.

Во-первых, небольшая масса наноспутников делает затраты на их запуск очень низкими. Например, при запуске аппараты могут крепиться на средствах выведения или на внешней стороне основной полезной нагрузки, также можно использовать практику «ручного» запуска наноспутников с борта МКС. В таких случаях техника доставляется на Международную космическую станцию в качестве груза на космических кораблях (“Dragon” и “Cygnus” у США, “Прогресс-М” у России) и запускается при помощи системы развертывания или специального японского роботизированного манипулятора.

Во-вторых, наноспутники делаются из доступных комплектующих в очень короткие сроки и за небольшие деньги, их даже могут создавать студенты в университетских лабораториях.

NASA уже разработало и создало сотни наноспутников на фотонных двигателях, оснащенных “солнечными парусами” для выполнения самых разных задач: поиска жизни, проведения биологических опытов и т.д. Первый такой аппарат весом всего 1 кг был успешно запущен специалистами NASA в 2010 для экспериментальных целей.

МИКРОГИДРОДИНАМИКА

Микрогидродинамика, или микрофлюидика — технология, сочетающая в себе физику, биологию, химию, инженерные знания, гидравлику и предоставляющая возможность проводить исследования, которые ранее были невозможны. Микрофлюидика позволяет работать с очень малыми объемами газов, жидкостей, полимерными и кристаллическими частицами, клетками, бактериального, растительного, и животного происхождения, каплями и пузырьками с возможностью наблюдать за ними, манипулировать ими и контролировать процессы, протекающие в них.

Идея Ричарда Куинна заключается в том, чтобы создать специальные микрофлюидные микрочипы, с помощью которых будут проводиться заборы и обработка проб прямо на месте. NASA неоднократно пыталось разработать методы мониторинга здоровья космонавтов в случае полета на большие расстояния на основе микрофлюидики. Все, что удалось специалистам — это создать чипы, выполняющие всего лишь одну-две операции и способные выдавать такое же количества результатов.

Ричард Куинн предлагает установить такие микросхемы на наноспутниках. По словам ученого, эти чипы можно сделать достаточно маленькими, и тогда в один аппарат сможет поместиться от пятисот до тысячи штук, а это от пятисот до двух тысяч операций с одного наноспутника.

Сочетание микрофлюидики с наноспутниками создает такую систему, которая позволяет проводить одни и те же тесты в самых разных местах на поверхности планет или других космических тел за довольно короткое время. Ричард Куинн подчеркивает, что наноспутники, оборудованные такими микрочипами, будут способны искать “строительные кирпичики” жизни: углерод, азот, воду, комплекс биомолекул, участвующих в биохимических реакциях, а также любые клеточные структуры.

К слову, у NASA уже есть некоторые технологии для поиска микробной жизни, они успешно протестированы в таких миссиях как GeneSat, PharmaSat и SporeSat.

НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ

В начале марта стало известно, что космические миссии к Европе и Энцеладу будут отправлены в 2020-е годы. Оба этих небесных тела представляют собой ледяные миры, поэтому есть некоторые проблемы для наноспутников. Нужно будет исследовать океан под слоем льда неизвестной толщины. Каким-то образом аппараты должны будут пробурить этот лед, чтобы добраться до воды и взять необходимые пробы.

Кроме того, сегодняшние наноспутники NASA — это всего лишь крошечные аппараты, предназначенные для долговременного нахождения на орбите вокруг какого-либо космического объекта. Как их можно посадить на Европу и Энцелад и превратить в своеобразную подводную лодку — сложный вопрос, над которым работают специалисты агентства.

Читайте нас в соцсетях: Twitter, Facebook, Telegram

Смотрите нас на youtube. Следите за всем новым и интересным из мира науки на нашей страничке в Google Новости, читайте в Яндекс Дзен наши материалы, не опубликованные на сайте