Na rdečem planetu iščejo znake življenja

OPČINE > Te misije postavljajo temelje za naslednjo veliko prelomnico, ko naj bi nekega dne na pusta Marsova tla stopila človeška noga. O tem, kaj človeka žene na rdeči planet, smo se pogovarjali z Dunjo Fabjan. Openka, hči matematika in nekdanja dijakinja tržaškega znanstvenega liceja Franceta Prešerna, je astrofizičarka, docentka na Fakulteti za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani.

Leto 2021 bo tudi leto Marsa, saj bodo nanj v prihodnjih dneh prispele kar tri različne misije. Zakaj je rdeči planet tako pomemben, kaj išče človek na njem?

“Ob veliki količini odkritih planetov okrog drugih zvezd aktivno razmišljamo o tem, da tam najdemo odtis prisotnosti življenja. S tem je povezano vprašanje, kaj sploh je življenje.”

“Človek s temi tremi sondami išče predvsem dokaze o tem, da je na Marsu nekoč obstajalo življenje ter morebitne indice, da neka oblika življenja mogoče še obstaja, morda pod površjem. Te naprave bodo iskale predvsem odgovor na vprašanje, zakaj se je Mars, kjer naj bi bila pred milijardami let tekoča voda, spremenil v tak puščavski planet z izredno nizkimi temperaturami in zelo tanko atmosfero, ki je sestavljena pretežno iz ogljikovega dioksida. Preteklost Marsa je torej ključ, da razumemo njegovo sedanje stanje.”

Kaj vemo o tem, kako se je planet razvijal v milijardah let?

“Zelo verjetno v vesolju nismo sami, mogoče je bilo življenje prisotno v preteklosti, mogoče še bo v prihodnosti, znanstveniki pa se s tem intenzivno ukvarjajo.”

“Trenutno vemo, da je obstajalo neko obdobje, nekje pred tremi do štirimi milijardami let, ko naj bi imel Mars na svojem površju vodo v tekočem stanju, atmosfera pa naj bi bila takrat gostejša od današnje. Problem je v tem, da ne vemo, ali se je v tem relativno kratkem obdobju lahko razvilo življenje, ki bi bilo podobno življenju na Zemlji. Ravno tako bi lahko življenje še vedno obstajalo pod površjem, kjer so odkrili prisotnost vode v tekočem stanju. Pod površjem bi lahko bila živa bitja namreč zaščitena, ker so temperature na površju izredno nizke in tudi sevanje visokih energij je za življenje kot tako nevarno. Mars namreč nima močnega magnetnega polja, ki bi ga ščitilo pred takim sevanjem.

Opazovanja s teleskopi so že v 18. in 19. stoletju pokazala, da na Marsu obstajajo letni časi. Polarne kape lahko vidimo že z manjšim teleskopom, na površju pa so tudi druge geološke tvorbe, ki so jih takrat med drugim zmotno pripisovali umetno zgrajenim kanalom. Danes vemo, da je Mars zelo mrzel, suh planet z redko atmosfero in brez magnetnega polja, ki bi ščitilo življenje pred sevanjem iz vesolja. To sevanje je seveda nevarno tudi za morebitne bodoče misije astronavtov.”

“Opazovanja s teleskopi so že v 18. in 19. stoletju pokazala, da na Marsu obstajajo letni časi.”

Kljub tako skrajnim razmeram pa obstaja možnost, da se pod površjem skriva kako živo bitje, recimo v obliki bakterije?

“Prva možnost, ki jo zdaj raziskujejo, je, da je nekoč obstajalo življenje. Z vodo na površju se je mogoče razvilo, potem pa zamrlo. Voda v tekočem stanju je prvo, kar se išče, ko je govor o življenju. In ker je pod površjem še prisotna ...”

Ko pristajajo te naprave na Marsu, se govori o 'sedmih minutah groze', ko sonda Zemlji ne poroča več, kaj se dogaja in torej do zadnjega ne veš, ali je pristala.

Tam torej ni samo led.

“Ne, ne samo. Led je na površju in ponekod tudi pod njim. Na površju ga najdemo na severnem in južnem polu; to sta polarni kapi, ki vsebujeta v resnici ogljikov dioksid. Ponekod pod njima pa še obstaja tudi navaden led, iz vode. V zelo majhni količini se najde vodna para tudi v Marsovi atmosferi, ki pa je prav tako pretežno sestavljena iz ogljikovega dioksida. To seveda predstavlja problem za morebitno bodočo naselitev Marsa.

Podobno kot so na Antarktiki odkrili jezero Vostok (to veliko jezero, ki leži okrog 4000 metrov pod ledeno kapo, so v 60. letih prejšnjega stoletja odkrili ruski raziskovalci, op. p.), pa je satelit Mars Express, pri katerem je sodelovala tudi italijanska vesoljska agencija, poldrugi kilometer pod južno polarno kapo Marsa zaznal prisotnost jezer z vodo v tekočem stanju. Po zadnjih podatkih naj bi bilo prvo jezero široko 30 kilometrov, v njegovi okolici pa so še tri manjša, nekajkilometrska jezera.

Voda je na taki globini verjetno pomešana s prstjo in je izredno slana, kar predstavlja težavo pri preživetju organizmov, ki so ekstremofili (to so organizmi, navadno mikrobi, ki uspevajo v razmerah, škodljivih za večino drugih živih bitij, op. p.). Take organizme se da najti tudi na zelo slanih področjih; kako lahko tam preživijo, pa je predmet posebnega sklopa astrobiologije, ki se ukvarja s temi raziskavami.”

V prihodnjih dneh bodo v ospredju tri misije na Mars. Arabska sonda se bo v orbiti zadržala nekaj let, ameriška in kitajska bosta pristali na planetu. Kako bo to potekalo?

“Med sabo so si različne. Največ smo seveda slišali o ameriški odpravi, ker beremo več novic iz ZDA. Njihovo vozilo Perseverance (Vztrajnost) je naslednik Curiosityja (Radovednost). Gre za rover, ki je malo večji od avtomobila smart in med drugim ima za razliko od svojega predhodnika nekoliko boljša kolesa. Pri Radovednosti so bila kolesa namreč precej obdelana, po določenem času so se preluknjala.”

“Cestišče” ni bilo najbolj udobno.

“Tako je. Tokratna misija je pripravljalna za naslednjo. Med glavnimi nalogami bo zbiranje vzorcev, ki jih bo rover shranil v kapsulah in jih pustil na razpolago naslednji misiji, ki naj bi okrog leta 2031 prispela do Marsa, vzorce pa potem pripeljala na Zemljo. To pa zato, ker jih je na Zemlji mogoče veliko natančneje pregledati.

Poleg tega razpolaga rover z različnimi tehnologijami, ki bodo namenjene natančnejši obravnavi vprašanja, kako bi lahko na Marsu preživeli ljudje. Gre npr. za pridobivanje kisika iz Marsove atmosfere, pa tudi za izboljšanje tehnike pristajanja. Ko pristajajo te naprave na Marsu, se govori o 'sedmih minutah groze', ko sonda Zemlji ne poroča več, kaj se dogaja in torej do zadnjega ne veš, ali je pristala. Vse mora steči tako, kot so načrtovali na Zemlji in če je karkoli narobe, v tistem trenutku ne moreš ukrepati. To velja v splošnem, saj poteka komunikacija z Marsom v povprečju s 14-minutnim zamikom.

Nasina misija ima še eno tehnološko zanimivost, in sicer mali helikopter Ingenuity (Iznajdljivost), ki so ga razvili v zelo kratkem obdobju. Na Marsu naj bi poskusil poleteti in komunicirati z roverjem. Za naslednje odprave bi bilo idealno imeti kaj takega na razpolago. Da lahko leti v redki Marsovi atmosferi, pa mora biti mali helikopter veliko lažji in njegovi rotorji se morajo vrteti mnogo hitreje. Sam mora s sončnimi celicami napolniti baterije in doseči pravo temperaturo za delovanje, saj je na Marsu mraz ... Vse skupaj je torej vse prej kot enostavno.

Misije bodo pomembne tudi za razumevanje marsovskega podnebja, prahu in drugih težav, povezanih s podnebjem. Kitajsko vozilo je podobno ameriškemu, spremljalo bo tudi vremenske razmere na Marsu in z radarjem pregledovalo do sto metrov pod površjem rdečega planeta. Na samem površju pa bo raziskovalo tudi sestavo kamnin. O tem vozilu je nekoliko manj informacij, na njihovi spletni strani pa piše, da gre za demonstracijsko tehnologijo, ker namerava Kitajska v prihodnje tja poslati še nove misije.

Misija Hope (Združenih arabskih emiratov) pa je še posebej zanimiva, ker bo raziskovala podnebne spremembe v Marsovi atmosferi. To bo prva misija, ki bo podrobno raziskala tovrstne spremembe in posredovala podatke o lokalnem podnebju. Obenem bo iskala odgovor na pomembno vprašanje, zakaj se vodik in kisik iz Marsove atmosfere izgubljata v medplanetarni prostor.”

Na Marsu bo torej precejšnja gneča. Zakaj je ta planet za nas dostopen vsaki dve leti?

“To je odvisno od Zemljine in Marsove orbite. Če želimo z Zemlje poslati neko sondo ali plovilo proti drugemu planetu, moramo skrbno načrtovati pot. Zanima nas predvsem, da bo sonda porabila čim manj goriva in da bo čim hitreje prispela do cilja.

Izkaže se, da je orbita eliptične oblike in da potrebujejo sonde od šest do devet mesecev vožnje v eno smer, torej z Zemlje proti Marsu. Priložnost vzleta se ponudi vsakih 26 mesecev, navadno je to tik preden se Mars nahaja v opoziciji (ko je najbližje Zemlji). To je nazadnje bilo oktobra lani, zato so vse tri sonde izstrelili poleti in bodo prispele na cilj zdaj.

Edino kitajska sonda se bo 10. februarja najprej utirila v orbito, njihovo vozilo pa naj bi nato pristalo šele maja.”

Kaj menite o večnem vprašanju, ali je mogoče, da smo v vesolju sami?

“To je osnovno vprašanje, na katerem temeljijo druga, za slednja pa lahko z novejšimi teleskopi in sondami iščemo odgovore. Aktivno iščemo podatke o tem, kakšni so pogoji za nastanek življenja; kateri so planeti, ki bi lahko gostili življenje; s katerimi metodami bi lahko zaznali njegovo prisotnost.

Ob veliki količini odkritih planetov okrog drugih zvezd aktivno razmišljamo o tem, da tam najdemo odtis prisotnosti življenja (ang. biosignature). S tem je povezano vprašanje, kaj sploh je življenje.

Zelo verjetno v vesolju nismo sami, mogoče je bilo življenje prisotno v preteklosti, mogoče še bo v prihodnosti, znanstveniki pa se s tem intenzivno ukvarjajo.”

Kdaj ste se začeli resneje zanimati za vesolje?

“Ljubiteljsko proti koncu višje srednje šole, ko sem hodila na astronomske tabore. Ko sem se morala odločiti za univerzitetno smer, sem naposled izbrala tak študij, ker o tem nisem vedela še dovolj (smeh).”