Nel 2015, l'allora scienziato capo della NASA Ellen Stofan dichiarò che "credo che avremo forti indicazioni di vita oltre la Terra nel prossimo decennio e prove certe nei prossimi 10-20 anni". Con molteplici missioni programmate per cercare le prove della vita (passata e presente) su Marte e nel Sistema Solare esterno, questa difficilmente sembra una valutazione non realistica.
Ma, naturalmente, trovare prove della vita non è un compito facile. Oltre alle preoccupazioni per la contaminazione, esistono anche i pericoli che derivano dal funzionamento in ambienti estremi, che implicheranno sicuramente la ricerca della vita nel Sistema Solare. Tutte queste preoccupazioni sono state sollevate in una nuova conferenza FISO intitolata "Verso il sequenziamento in situ per il rilevamento della vita", ospitata da Christopher Carr del MIT.
Carr è un ricercatore presso il Dipartimento di Scienze della Terra, Atmosferiche e Planetarie del MIT (EAPS) e un ricercatore presso il Dipartimento di Biologia Molecolare presso il Massachusetts General Hospital. Per quasi 20 anni si è dedicato allo studio della vita e alla sua ricerca su altri pianeti. Ecco perché è anche ricercatore scientifico principale (PI) dello strumento di ricerca di genomi extra-terrestri (SETG).
Sotto la guida della dott.ssa Maria T. Zuber, professore di geofisica di E. A. Griswold al MIT e capo dell'EAPS, il gruppo interdisciplinare dietro SETG comprende ricercatori e scienziati del MIT, Caltech, Brown University, Arvard e Claremont Biosolutions. Con il supporto della NASA, il team SETG ha lavorato allo sviluppo di un sistema in grado di testare la vita in situ.
Introducendo la ricerca della vita extra-terrestre, Carr ha descritto l'approccio di base come segue:
"Potremmo cercare la vita perché non la conosciamo. Ma penso che sia importante iniziare dalla vita come lo sappiamo - per estrarre sia le proprietà della vita che le caratteristiche della vita, e considerare se dovremmo cercare la vita come la conosciamo anche noi, nel contesto della ricerca della vita oltre la Terra. "
A tal fine, il team SETG cerca di sfruttare i recenti sviluppi dei test biologici in situ per creare uno strumento che può essere utilizzato dalle missioni robotiche. Questi sviluppi includono la creazione di dispositivi portatili per il test del DNA / RNA come il MinION, nonché l'indagine sul sequenziatore di biomolecole. Eseguito dall'astronauta Kate Rubin nel 2016, questo è stato il primo sequenziamento del DNA ad aver luogo a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.
Basandosi su questi e sul prossimo programma Genes in Space - che consentirà agli equipaggi della ISS di sequenziare e ricercare campioni di DNA in loco - il team SETG sta cercando di creare uno strumento in grado di isolare, rilevare e classificare qualsiasi organismo basato su DNA o RNA in ambienti extra-terrestri. Nel processo, consentirà agli scienziati di testare l'ipotesi che la vita su Marte e altre posizioni nel Sistema Solare (se esiste) è correlata alla vita sulla Terra.
Per scomporre questa ipotesi, è una teoria ampiamente accettata che la sintesi di composti organici complessi - che comprende nucleobasi e precursori del ribosio - avvenne all'inizio della storia del Sistema Solare e avveniva all'interno della nebulosa Solare da cui si formavano tutti i pianeti. Questi composti organici potrebbero essere stati quindi trasportati da comete e meteoriti in più zone potenzialmente abitabili durante il periodo del bombardamento tardivo pesante.
Conosciuta come litopansermia, questa teoria è una leggera svolta nell'idea che la vita sia distribuita in tutto il cosmo da comete, asteroidi e planetoidi (alias panspermia). Nel caso della Terra e di Marte, l'evidenza che la vita potrebbe essere correlata si basa in parte su campioni di meteoriti che sono noti per essere venuti sulla Terra dal Pianeta Rosso. Questi erano essi stessi il prodotto di asteroidi che colpivano Marte e sollevavano ejecta che alla fine fu catturato dalla Terra.
Studiando luoghi come Marte, Europa ed Encelado, gli scienziati saranno anche in grado di adottare un approccio più diretto quando si tratta di cercare la vita. Come ha spiegato Carr:
"Esistono due approcci principali. Possiamo adottare un approccio indiretto, esaminando alcuni dei pianeti extrasolari recentemente identificati. E la speranza è che con il telescopio spaziale James Webb e altri telescopi terrestri e telescopi spaziali, saremo in grado di iniziare a fotografare le atmosfere degli esopianeti con un dettaglio molto maggiore di quanto la caratterizzazione di quegli esopianeti abbia [permesso per ] ad oggi. E questo ci darà una fascia alta, ci darà la possibilità di guardare molti mondi potenziali diversi. Ma non ci permetterà di andarci. E avremo prove indirette solo attraverso, ad esempio, spettri atmosferici. "
Marte, Europa ed Encelado rappresentano un'opportunità diretta per trovare la vita poiché tutti hanno dimostrato condizioni che sono (o erano) favorevoli alla vita. Mentre ci sono ampie prove che una volta Marte aveva acqua liquida sulla sua superficie, Europa ed Encelado hanno entrambi gli oceani sotterranei e hanno dimostrato di essere geologicamente attivi. Quindi, qualsiasi missione in questi mondi sarebbe incaricata di cercare nei luoghi giusti per individuare prove della vita.
Su Marte, osserva Carr, questo si tradurrà nella ricerca di luoghi in cui c'è un ciclo dell'acqua e probabilmente comporterà un po 'di speleologia:
“Penso che la nostra scommessa migliore sia accedere al sottosuolo. E questo è molto difficile. Dobbiamo perforare, o altrimenti accedere a regioni al di sotto della portata delle radiazioni spaziali che potrebbero distruggere materiale organico. E una possibilità è quella di andare su crateri a impatto fresco. Questi crateri da impatto potrebbero esporre materiale non trattato con radiazioni. E forse una regione in cui potremmo voler andare sarebbe un posto in cui un nuovo cratere da impatto potrebbe connettersi a una rete di sottosuolo più profonda - dove potremmo avere accesso a materiale che potrebbe uscire dal sottosuolo. Penso che sia probabilmente la nostra migliore scommessa per trovare la vita su Marte oggi al momento. E un posto che potremmo guardare sarebbe nelle caverne; per esempio, un tubo di lava o qualche altro tipo di sistema di caverne che potrebbe offrire una protezione dalle radiazioni UV e forse fornire anche un certo accesso a regioni più profonde all'interno della superficie marziana. "
Per quanto riguarda i "mondi oceanici" come Encelado, la ricerca di segni di vita implicherebbe probabilmente l'esplorazione intorno alla sua regione polare meridionale, dove in passato sono stati osservati e studiati alti pennacchi d'acqua. Su Europa, ciò implicherebbe probabilmente la ricerca di "regioni del caos", i punti in cui potrebbero esserci interazioni tra il ghiaccio superficiale e l'oceano interno.
L'esplorazione di questi ambienti presenta naturalmente alcune serie sfide ingegneristiche. Per i principianti, richiederebbe ampie protezioni planetarie per garantire che la contaminazione fosse prevenuta. Queste protezioni sarebbero anche necessarie per garantire che si evitassero falsi positivi. Niente di peggio che scoprire un ceppo di DNA su un altro corpo astronomico, solo per rendersi conto che in realtà era un fiocco di pelle che cadde nello scanner prima del lancio!
E poi ci sono le difficoltà poste dall'operare una missione robotica in un ambiente estremo. Su Marte, c'è sempre il problema delle radiazioni solari e delle tempeste di polvere. Ma su Europa, c'è il pericolo aggiunto rappresentato dall'intenso ambiente magnetico di Giove. Esplorare i pennacchi d'acqua provenienti da Encelado è anche molto impegnativo per un orbiter che molto probabilmente supererebbe il pianeta in quel momento.
Ma dato il potenziale di scoperte scientifiche, una tale missione merita dolori e dolori. Non solo permetterebbe agli astronomi di testare teorie sull'evoluzione e la distribuzione della vita nel nostro Sistema Solare, ma potrebbe anche facilitare lo sviluppo di tecnologie cruciali per l'esplorazione dello spazio e portare ad alcune serie applicazioni commerciali.
Guardando al futuro, i progressi nella biologia sintetica dovrebbero portare a nuovi trattamenti per le malattie e alla capacità di stampare tessuti biologici in 3D (alias "bioprinting"). Aiuterà anche a garantire la salute umana nello spazio affrontando la perdita di densità ossea, l'atrofia muscolare e la riduzione della funzione degli organi e del sistema immunitario. E poi c'è la capacità di coltivare organismi appositamente progettati per la vita su altri pianeti (puoi dire terraformare?)
Inoltre, la capacità di condurre ricerche in situ per la vita su altri pianeti solari offre anche agli scienziati l'opportunità di rispondere a una domanda ardente, con cui hanno lottato per decenni. In breve, la vita basata sul carbonio è universale? Finora, tutti i tentativi di rispondere a questa domanda sono stati in gran parte teorici e hanno coinvolto la "varietà di frutta bassa sospesa" - dove abbiamo cercato segni di vita come la conosciamo, utilizzando principalmente metodi indiretti.
Trovando esempi che provengono da ambienti diversi dalla Terra, faremmo alcuni passi cruciali per prepararci per i tipi di "incontri ravvicinati" che potrebbero accadere lungo la strada.
