Графическое изображение дополнения к крупномасштабным операциям по добыче воды на Марсе для выявления завезенной и инопланетной жизни. Кредит: Стивен Беннер
Как было отмечено на Карловарской конференции НАСА в 2019 году, у нас есть веские основания полагать, что жизнь могла зародиться на Марсе с использованием той же геоорганической химии, которая зародила жизнь на Земле. Если марсианская жизнь и сохраняется сегодня на Марсе, то, возможно, она находится в приповерхностном льду, на низких высотах и в пещерах, где присутствуют временные жидкие рассолы, — средах, в которых сегодня на Земле обитает микробная жизнь. Марсианская жизнь, скорее всего, будет использовать информационные полимеры (например, ДНК); Дарвиновская эволюция требует этого, а дарвиновская эволюция — единственный способ организовать материю, чтобы дать жизнь.
Хотя марсианская «ДНК» может отличаться (возможно, радикально) по своему химическому составу от земной ДНК, «Полиэлектролитная теория гена» ограничивает вселенную возможных инопланетных структур ДНК. Эти структуры гарантируют, что марсианская ДНК может быть сконцентрирована из марсианской воды, даже если она очень сильно разбавлена, и даже если марсианская «ДНК» отличается от земной ДНК.
На Марсе в том виде, в каком он существует сегодня, информационные полимеры не могут быть созданы без жизни (в отличие от других менее надежных биосигнатур, таких как метан), гарантируя, что жизнь не будет «обнаружена», если она отсутствует («проблема ложного срабатывания»). Тем не менее, как отмечают Раммель и Конли, «марсианское сообщество не убеждено, что миссия по обнаружению существующей марсианской жизни имеет высокий приоритет».
Таким образом, текущая флагманская миссия НАСА на Марс, основанная на результатах Десятилетнего исследования 2012 года, включает пешеходный сбор старых сухих камней, которые нужно спрятать, а затем вернуть на Землю для изучения доказательств прошлой жизни.
Цель этого проекта NIAC — изменить эту точку зрения и сделать это до прибытия человека, запланированного НАСА, Китайским национальным космическим агентством и SpaceX, «к 2040 году», «в 2033 году» и «до 2030 года», согласно их соответствующие заявления. Прибытие человека, несомненно, усложнит поиск коренной марсианской жизни. Таким образом, с астробиологической точки зрения, эти запланированные пилотируемые миссии на Марс установили очень строгие сроки для поиска жизни на нетронутом Марсе.
Однако пилотируемые миссии также открывают возможности, которыми мы воспользуемся. Пилотируемые миссии на Марс будут использовать материалы, найденные на самом Марсе, «на месте», в частности, вблизи поверхности водного льда. Из этой воды и атмосферного углекислого газа будет производиться топливо (метан и кислород) для обратного пути на Землю. Водяной лед будет добываться в масштабах от десятков до сотен тонн.
Кроме того, чтобы максимизировать вероятность безопасного возвращения экипажа на Землю, роботизированные операции по добыче тонн приповерхностного водяного льда будут проведены до прибытия первых людей-космонавтов. Таким образом, вода, добытая при подготовке к прибытию человека, правильно рассматривается как чрезвычайно крупномасштабный астробиологический образец, гораздо больший, чем сухие запрятанные камни.
Поскольку добытый водяной лед доставляется вместе с пылью, которая посредством пыльных бурь обследует всю доступную поверхность Марса, этот огромный образец позволит эффективно провести высокочувствительное исследование всей доступной поверхности Марса на предмет существования жизни. Этот проект NIAC предоставит систему «независимого обнаружения жизни» (ALF), способную извлекать генетические полимеры (ДНК или чужеродные) из этих больших проб воды ISRU. ALF является агностиком, потому что он использует то, чему научила нас синтетическая биология об ограниченных видах дарвиновских генетических молекул. ALF также предлагает инструменты для частичного анализа полиэлектролитов in situ.
В качестве дополнительной системы ALF создает незначительную дополнительную нагрузку (с точки зрения массы и потребления энергии) по сравнению с инвестициями в добычу воды в этом масштабе. Несмотря на небольшой размер и низкую стоимость, этот инструмент позволит науке установить строгий нижний предел количества биосферы на доступной поверхности Марса. И это произойдет до того, как Homo sapiens станет многопланетным видом.
И «многопланетный» — правильный термин. Эту дополнительную систему ALF можно использовать на всех небесных телах, где будет добываться вода для поиска и анализа жизни, местной или завезенной, земной или инопланетной. Сюда входят Европа, Энцелад, Луна и экзотические места на Земле.
