Астробиология

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Нуклеиновые кислоты могут являться не единственными биомолекулами во Вселенной, способными нести жизненную информацию[1].

Астробиоло́гия (экзобиоло́гия) — наука, предметом которой является изучение происхождения эволюции и распространения жизни на других планетах во Вселенной. Астробиология опирается на научные достижения в области физики, химии, астрономии, биологии, экологии, планетологии, географии, геологии и космонавтики для исследования возможности существования внеземной жизни[2][3]. В решении некоторых задач астробиология тесно соприкасается с космической биологией и космической медициной, возникшими в связи с активным проникновением человека в космическое пространство. Астробиология осуществляет поиск пригодной для жизни среды обитания как в Солнечной системе, так и за её пределами, поиск доказательств предбиотической химии, лабораторные и практические исследования происхождения и раннего развития жизни на Земле, а также исследования потенциальных возможностей жизни в части приспособления к сложным условиям на Земле и в космосе[4].

Обзор[править | править вики-текст]

Неизвестно, будет ли жизнь во Вселенной, в случае её обнаружения, иметь клетки, подобные земным растениям (видны хлоропласты в клетках растения.)[5]
Марсианский метеорит ALH84001 имеет микроскопические образования, которые могут быть созданы микроорганизмами.

Термин астробиология образован от древнегреческих слов астрон (др.-греч. ἄστρον) — «звезда», биос (др.-греч. βίος) — «жизнь» и логия (др.-греч. -λογία) — «учение». Есть различные синонимы термина «астробиология», однако все они включают две основные науки: астрономию и биологию. Термин-синоним «экзобиология» произошёл от греческого экзо (др.-греч. Έξω) — «вне, снаружи», биос (др.-греч. βίος) — «жизнь» и логия (др.-греч. -λογία) — «учение». Другой термин, использовавшийся в прошлом — ксенобиология, то есть «биология иноземцев». Это слово было придумано в 1954 году писателем-фантастом Робертом Хайнлайном в его романе «Звёздный Зверь»[6].

Вопрос «существует ли жизнь где-то ещё во Вселенной», является поддающейся проверке гипотезой и, таким образом, эффективным направлением научных исследований. В настоящее время астробиология стала формализованной областью исследований, хотя когда-то находилась в стороне от основных научных изысканий. Интерес НАСА к астробиологии начался с разработки Космической программы. В 1959 году НАСА профинансировало свой первый проект по экзобиологии, а в 1960 году создало Программу изучения экзобиологии[4][7]. В 1971 году НАСА профинансировало проект (SETI) по поиску радиосигналов внеземных цивилизаций. Программа «Викинг», начатая в 1976 году, включала три биологических эксперимента, разработанных для поиска возможных признаков существования жизни на Марсе. Научный аппарат Mars Pathfinder, приземлившийся в 1997 году, содержал научный груз, предназначенный для обнаружения микробных окаменелостей, заключённых в камнях[8].

В 21-м веке астробиология становится центром растущего числа исследовательских миссий НАСА и Европейского космического агентства в Солнечной системе. Первый европейский семинар по астробиологии состоялся в мае 2001 года в Италии[9], результатом которого стала Программа Аврора[10]. В настоящее время НАСА курирует Институт астробиологии НАСА (англ.). Все большее число университетов во всем мире вводят программы обучения по теме астробиологии. В Соединенных Штатах это Аризонский университет[11], университет Пенсильвании, университет штата Монтана и Вашингтонский университет; в Великобритании университет Кардиффа (создан Центр астробиологии)[12], в Австралии Университет Нового Южного Уэльса[13]. В России Постановлением Президиума Российской академии наук от 23.11.2010 организован Научный совет РАН по астробиологии[14].

Достижения в области астробиологии, наблюдательной астрономии и открытие большого разнообразия экстремофилов, обладающих способностью к существованию в самых суровых условиях на Земле, привели к предположению, что жизнь может процветать на многих планетах и спутниках во Вселенной. Особое внимание текущих астробиологических исследований уделяется поиску жизни на Марсе из-за его близости к Земле и геологической истории. Существует все больше свидетельств, что ранее на поверхности Марса имелось значительное количество воды, которая рассматривается в качестве важнейшего предшественника развития жизни на основе углерода[15].

Миссиями, разработанными специально для поиска жизни, были Программа «Викинг» и посадочный модуль Бигль 2, направленные к Марсу. Основной вывод, который можно сделать по результатам работы «Викингов»: либо количество микроорганизмов в местах посадок аппаратов ничтожно мало, либо их нет вообще. Посадочный модуль Бигль 2 предположительно приземлился удачно, но на связь не вышел. Основной причиной выхода из строя признан отказ оборудования связи. Значительную роль в астробиологии должна была сыграть миссия Jupiter Icy Moons Orbiter (англ.), предназначенная для исследования ледяных спутников Юпитера, однако она была отменена. В 2008 году посадочный модуль «Феникс» исследовал марсианский грунт на наличие следов микробной жизни, а также присутствие воды. Главным научным результатом миссии стало обнаружение льда под тонким слоем грунта, а также его химический анализ.

В ноябре 2011 года НАСА запустила марсоход Curiosity, который продолжит поиски следов жизни на Марсе. Европейское космическое агентство разрабатывает марсоход ExoMars, который планируется к запуску в 2018 году.

Международный астрономический союз (МАС) регулярно проводит крупные международные конференции посредством Комиссии 51 «Биоастрономия: поиск внеземной жизни», которая была создана МАС в 1982 году для координации работ в области поиска жизни и разума во Вселенной и в настоящее время функционирует на базе Института астрономии при Университете Гавайев.

Методология[править | править вики-текст]

Сужение задачи[править | править вики-текст]

Для поиска жизни на других планетах необходимо уменьшить размер задачи, для чего используются различные предположения. Первое состоит в том, что подавляющее большинство форм жизни в нашей Галактике основано на углеродной химии, как и все формы жизни на Земле[16]. Хотя не отрицается возможность существования неуглеродных формы жизни. Предположение основано на том, что углерод является четвёртым по распространённости элементом во Вселенной, а также позволяет формировать большое разнообразие молекул вокруг себя. Способность атомов углерода легко связываться друг с другом позволяет создавать сколь угодно длинные и сложные молекулы.

Следующее предположение — наличие воды в жидком состоянии. Вода является распространённым веществом, которое необходимо для формирования сложных углеродных соединений, которые, в конечном счёте, могут привести к появлению жизни. Некоторые исследователи предлагают также рассматривать среду аммиака или водно-аммиачных смесей, поскольку она обеспечивает больший диапазон температур для жизни и, таким образом, расширяет количество потенциальных миров. Эту среду считают подходящей как для углеродной, так и для неуглеродной жизни.

Третье предположение: поиск звёзд подобных Солнцу. Очень большие звёзды имеют относительно малое время жизни, что, в свою очередь, означает, что у жизни не будет достаточно времени для развития на планетах, вращающихся вокруг таких звёзд. Очень маленькие звёзды выделяют так мало тепла, что планеты смогут иметь воду в жидком состоянии, находясь только на очень близких орбитах. Но при этом планеты будут захвачены приливными силами звезды[17]. Без толстого слоя атмосферы одна сторона планеты будет постоянно нагрета, а другая заморожена. Однако в 2005 году вопрос жизнепригодности планет вокруг красных карликов был снова поднят на повестку дня научного сообщества, поскольку длительное время существования красных карликов (до 10 триллионов лет) может допускать наличие жизни на планетах с плотной атмосферой. Это имеет большое значение, поскольку красные карлики являются очень распространёнными во Вселенной. (См. Жизнепригодность системы красного карлика). По оценкам учёных около 10 % звёзд в нашей галактике по своим характеристикам подобны Солнцу, а в радиусе 100 световых лет от нас находится около тысячи таких звёзд. Эти звёзды вероятнее всего будут основной целью при поиске жизни в их системах.

Поскольку Земля является единственной планетой, на которой достоверно известно наличие жизни, то не представляется возможным узнать, корректны ли принятые предположения или нет.

Составные части астробиологии[править | править вики-текст]

Астрономия[править | править вики-текст]

Экзопланета OGLE-2005-BLG-390Lb на расстоянии 20 000 световых лет в представлении художника.
Миссия Кеплер предназначена для поиска экзопланет

Большинство связанных с астрономией астробиологических исследований относится к обнаружению планет за пределами Солнечной системы (экзопланет). Основная предпосылка состоит в том, что если жизнь возникла на Земле, то она могла возникнуть и на других планетах с аналогичными характеристиками. В связи с этим в стадии проработки находится большое количество проектов, предназначенных для обнаружения экзопланет, подобных Земле. В первую очередь это программы НАСА Terrestrial Planet Finder (TPF) и ATLAST, а также программа Darwin Европейского космического агентства. Существуют также менее амбициозные проекты, в которых предполагается использование наземных телескопов. Кроме того, НАСА уже запустило миссию Кеплер в марте 2009 года, а Французское космическое агентство — спутник COROT в 2006 году. Целью планируемых миссий является не только обнаружение планет размером с Землю, но и непосредственное наблюдение света от планеты для дальнейшего спектроскопического изучения. Исследуя спектры планет, можно определить основной состав атмосферы экзопланеты и/или её поверхности. Получив такую информацию можно оценить вероятность наличия жизни на планете. Исследовательская группа НАСА — Лаборатория виртуальных планет использует компьютерное моделирование для создания разнообразных виртуальных планет, чтобы понять, как они будут выглядеть при наблюдении Дарвином или TPF[18]. Когда эти миссии начнут сбор данных, полученные спектры планет могут быть сверены со спектрами виртуальных планет в части характеристик, которые могут указывать на наличие жизни. Изменение фотометрии экзопланеты также может дать дополнительную информацию о свойствах поверхности и атмосферы планеты.

Оценить число планет с разумной жизнью можно с помощью уравнения Дрейка. Уравнение определяет вероятность наличия разумной жизни как произведение таких параметров, как количество планет, которые могут быть обитаемыми и количество планет, на которых может возникнуть жизнь[19]:

,

где N — количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт;
R* — число ежегодно образующихся звёзд (звёзд подобных Солнцу);
fp — доля звёзд, обладающих планетами;
ne — среднее количество планет (и спутников) с подходящими условиями для зарождения цивилизации;
fl — вероятность зарождения жизни на планете с подходящими условиями;
fi — вероятность возникновения разумных форм жизни на планете, на которой есть жизнь;
fc — отношение количества планет, разумные жители которых способны к контакту и ищут его, к количеству планет, на которых есть разумная жизнь;
L — время жизни такой цивилизации (то есть время, в течение которого цивилизация существует, способна вступить в контакт и хочет вступить в контакт).

Однако на данный момент это уравнение обосновано лишь теоретически и маловероятно, что уравнение будет ограничено разумными пределами погрешности в ближайшее время. Первый множитель R определяется из астрономических измерений и является наименее обсуждаемой величиной. По второму и третьему множителям (звёзды с планетами и планеты с подходящими условиями) в настоящее время идёт активный сбор данных. Остальные параметры основаны исключительно на предположениях. Проблема формулы в том, что она не сможет использоваться для создания гипотезы, поскольку содержит параметры, которые не могут быть проверены. Другая связанная тема — парадокс Ферми, который предполагает, что если разумная жизнь распространена во Вселенной, то должны существовать явные признаки этого. На этом парадоксе основаны такие проекты как SETI, которые пытаются обнаружить радиосигналы от разумных внеземных цивилизаций.

Другой активной областью исследования в астробиологии является изучение формирования планетной системы. Было высказано предположение, что особенности нашей Солнечной системы (например, присутствие Юпитера в качестве защитного щита[20]) могли значительно увеличить вероятность развития разумной жизни, возникшей на нашей планете[21][22]. Но окончательные выводы до сих пор не сделаны.

Биология[править | править вики-текст]

Чёрные курильщики поддерживают жизнь некоторых микроорганизмов на Земле. Подобные формирования могут быть и на других планетах.

До 1970-х годов учёные полагали, что жизнь полностью зависит от энергии Солнца. Растения на Земле используют энергию солнечного света в процессе фотосинтеза, в результате которого образуются органические вещества из углекислого газа и воды и высвобождается кислород. Далее животные поедают растения, тем самым осуществляется передача энергии по пищевой цепи. Ранее считалось, что жизнь в глубинах океана, куда не попадает солнечный свет, существует благодаря питательным веществам, которые образуются от потребления органических останков, падающих с поверхности океана, либо от мертвых животных, то есть также зависит от Солнца. Предполагалось, что способность жизни к существованию зависит от её доступа к солнечному свету. Однако в 1977 году, во время исследовательского погружения на глубоководном аппарате Алвин около Галапагосских островов, учёные обнаружили колонии погонофор, моллюсков, ракообразных, мидий и других морских обитателей, сгруппированных вокруг подводных вулканических образований, названных чёрными курильщиками. Эти существа процветали, несмотря на отсутствие доступа к солнечному свету. Позднее было выяснено, что они составляют совершенно независимую пищевую цепочку. Вместо растений основу этой пищевой цепи составляет некая форма бактерий, которая извлекает энергию из процесса окисления реактивных химических веществ, таких как водород или сероводород, поступающих из внутренних частей Земли. Этот хемосинтез произвёл революцию в изучении биологии, доказывая, что жизнь не обязательно зависит от Солнца — она лишь требует наличия воды и энергии.

Экстремофилы (организмы, способные выжить в экстремальных условиях) являются ключевым элементом в исследованиях астробиологов. В качестве примеров таких организмов можно привести биоту, способную выжить под толщей воды в несколько километров вблизи гидротермальных источников и микробов, которые живут в очень кислых средах[23]. В настоящее время известно, что экстремофилы живут во льду, кипящей воде, кислоте, воде из ядерных реакторов, солях кристаллов, токсичных отходах и в ряде других экстремальных мест, которые ранее считались непригодными для жизни[24]. Они открыли новые направления исследований в астробиологии за счет значительного увеличения числа возможных мест обитания за пределами Земли. Характеристика этих организмов, их среды обитания и эволюционного пути считается важнейшим компонентом в понимании того, как может развиваться жизнь в других местах во Вселенной. Вот примеры организмов, способных выдержать воздействие вакуума и космической радиации: лишайники Ризокарпон географический (лат. Rhizocarpon geographicum) и Ксантория элегантная (лат. Xanthoria elegans)[25], бактерии Bacillus safensis[26], Deinococcus radiodurans[26], Bacillus subtilis[26], дрожжи Saccharomyces cerevisiae[26], семена Arabidopsis thaliana (Резуховидка Таля)[26], а также беспозвоночные Тихоходки[26].

2 декабря 2010 года учёными было объявлено, что бактерии-экстремофилы (GFAJ-1) в условиях нехватки фосфора могут замещать его в молекуле ДНК на мышьяк[27]. Это открытие придает значимость старой идее, согласно которой жизнь на других планетах может иметь совершенно иной химический состав и поэтому оно может помочь в поисках внеземной жизни[27][28]. Позднее выяснилось, что это не так[29].

Другой областью исследований, проводящейся в настоящее время, является изучение происхождения жизни, отличающегося от эволюционного пути. Александр Опарин и Джон Холдейн полагали, что условия на ранней Земле были благоприятными для формирования органических соединений из неорганических элементов и, таким образом, для образования многих химических веществ, характерных для форм жизни, которые мы сейчас наблюдаем. В изучении этого процесса, известного как пребиотическая химия, учёные добились определенного прогресса, но до сих пор неясно могла ли жизнь образоваться таким образом на Земле. Альтернативная теория панспермии заключается в том, что первые элементы жизни, возможно, сформировались на другой планете с ещё более благоприятными условиями (или даже в межзвёздном пространстве, на астероидах и т. д.), а затем были каким-то образом перенесены на Землю. Спутник Юпитера, Европа, в настоящее время рассматривается в качестве наиболее вероятного места для существования внеземной жизни в Солнечной системе[24][30][31][32][33][34].

Астрогеология[править | править вики-текст]

Основная статья: Геология планет земного типа в Солнечной системе (англ.)

Астрогеология — научная дисциплина, предметом которой является изучение геологии планет и их спутников, астероидов, комет, метеоритов и других астрономических тел. Информация, собранная этой дисциплиной, позволяет оценить пригодность планеты или её спутника для развития и поддержания жизни.

Геохимия — дополнительная дисциплина астрогеологии, включающая в себя изучение химического состава Земли и других планет, химических процессов и реакций, которые регулируют состав пород и почвы, циклы материи и энергии и их взаимодействие с гидросферой и атмосферой планеты. Специализации включают астрохимию, биохимию и органическую геохимию.

Окаменелости являются старейшими известными доказательствами наличия жизни на Земле[35]. Анализируя их, палеонтологи могут лучше понять виды организмов, возникших на Земле в далёком прошлом. Некоторые регионы Земли, такие как Пилбара (англ.) в Западной Австралии и Сухие долины в Антарктиде, рассматриваются в качестве геологических аналогов некоторых регионов Марса, и таким образом, могут дать понимание того, как искать жизнь на Марсе, возможно существовавшую там в прошлом.

Жизнь в Солнечной системе[править | править вики-текст]

Европа может иметь бактерии и микроорганизмы в океане под замерзшей поверхностью.

В рассуждениях о наличии жизни за пределами Земли нередко уделяется мало внимания ограничениям, наложенными принципами биохимии[36]. Вероятность того, что жизнь во Вселенной основана на углероде, увеличивается за счет того, что углерод является одним из наиболее распространённых элементов. Только два элемента, углерод и кремний, могут составлять основу для достаточно больших молекул, способных нести биологическую информацию. Как структурная основа для жизни, одной из важных особенностей углерода является то, что, в отличие от кремния, он может легко участвовать в формировании химических связей со многими другими атомами, тем самым предоставляя химическую многосторонность, необходимую для проведения реакций метаболизма и воспроизведения. Различные органические функциональные группы, составленные из водорода, кислорода, азота, фосфора, серы, а также множества металлов, таких как железо, магний и цинк, обеспечивают огромное разнообразие химических реакций. Кремний, напротив, взаимодействует только с некоторыми атомами и большие молекулы на основе кремния однообразны по сравнению с комбинаторной Вселенной макромолекул на базе углерода[36]. На самом деле вполне возможно, что основные строительные блоки жизни где-либо будут похожие на наши, если не в деталях, то в общем[36]. Хотя земная жизнь и жизнь, которая могла возникнуть независимо от Земли, как предполагается, использует многие похожие, если не идентичные, строительные блоки, у инопланетной жизни, возможно, будут некоторые биохимические качества, которые являются уникальными. Если жизнь имеет сопоставимое воздействие на среду в другом месте Солнечной системы, то относительное содержание химических веществ, какими бы они ни были, могут выдать её присутствие[37].

Фотографии, сделанные исследовательской станцией Mars Global Surveyor 30 августа 1999 года (слева) и 10 сентября 2005 года. Последняя фотография имеет размыв, оставляемый водой.

Мысль о том, где в Солнечной системе могла бы возникнуть жизнь, была исторически ограничена убеждением, что жизнь в конечном итоге зависит от света и тепла Солнца и поэтому ограничена поверхностью планеты[36]. Тремя наиболее вероятными кандидатами на наличие жизни в Солнечной системе являются Марс, спутник Юпитера — Европа и спутник Сатурна — Титан[38][39][40][41][42]. Это предположение основывается прежде всего на том, что (в случае Марса и Европы) астрономические тела могут иметь жидкую воду, молекулы которой необходимы для жизни в качестве растворителя в клетках[15]. Вода на Марсе находится в полярных ледяных шапках, и новые образовавшиеся овраги, недавно наблюдавшиеся на Марсе, позволяют предположить, что жидкая вода может существовать, по крайней мере временно, на поверхности планеты[43][44], и, возможно, в подземных условиях в геотермальных источниках. При марсианских низких температурах и низком давлении жидкая вода, вероятно, будет очень солёной[45]. Что касается Европы, то жидкая вода, вероятно, существует под поверхностным ледяным слоем[31][38][39]. Эта вода может быть нагрета до жидкого состояния вулканической активностью на дне океана, но основным источником тепла, вероятно, является нагрев приливными силами[46].

Другим астрономическим объектом, который потенциально может поддерживать внеземную жизнь является самый большой спутник Сатурна — Титан[42]. Считается, что Титан имеет условия, близкие к ранней Земле[47]. На его поверхности учёные обнаружили первые жидкие озёра за пределами Земли, но они, скорее всего, состоят из этана и/или метана[48]. После изучения данных с зонда «Кассини» в марте 2008 года было объявлено, что Титан также может иметь подземный океан, состоящий из жидкой воды и аммиака[49]. Кроме того, спутник Сатурна Энцелад может иметь океан под его ледяной шапкой[50].

Гипотеза уникальной Земли[править | править вики-текст]

Данная гипотеза на основании астробиологических выводов утверждает, что многоклеточные формы жизни могут представлять большую редкость, чем изначально предполагалось учёными. Она даёт возможный ответ на парадокс Ферми: «Если внеземные цивилизации являются довольно распространёнными, то почему мы не наблюдаем никаких следов разумной внеземной жизни?». Эта теория является противоположной точкой зрения принципа заурядности, предложенного знаменитыми астрономами Фрэнком Дрейком, Карлом Саганом и другими. Принцип заурядности предполагает, что жизнь на Земле не является исключительным явлением и с большой долей вероятности может быть найдена на бесчисленном множестве других миров.

Антропный принцип гласит, что фундаментальные законы Вселенной устроены специально таким образом, чтобы было возможно существование жизни. Антропный принцип поддерживает гипотезу уникальной Земли, утверждая, что элементы, которые необходимы для поддержания жизни на Земле так «тонко настроены», что шанс повторения в другом месте очень мал. Стивен Джей Гулд сравнил утверждение, что «Вселенная хорошо приспособлена для нашей разновидности жизни» с высказываниями, что «сосиски были сделаны длинными и узкими специально для того, чтобы они могли вписаться в современные булочки для хот-дога» или что «корабли были изобретены в качестве дома для моллюсков»[51][52].

Исследования[править | править вики-текст]

Хотя описание внеземной жизни является нерешённым вопросом, а гипотезы и прогнозы относительно её существования и происхождения широко варьируются, тем не менее, развитие теорий для поддержки поиска жизни в настоящее время можно считать наиболее конкретным практическим применением астробиологии.

Биолог Джек Коэн и математик Ян Стюарт, среди прочего, рассматривают ксенобиологию отдельно от астробиологии. Коэн и Стюарт считают, что астробиология — это поиск жизни подобно той, которая существует на Земле за пределами нашей Солнечной системы, в то время, как ксенобиология занимается исследованиями в тех случаях, когда мы предполагаем, что жизнь не основана на базе углерода или кислородного дыхания, но пока она имеет определяющие характеристики жизни. (См. Углеродный шовинизм).

Результаты исследований[править | править вики-текст]

Астероиды могли перенести «зародыши жизни» на Землю.

В прошлые века наличие жизни на планетах Солнечной системы считалось весьма вероятным. Особенно это связывали с обнаружением методами астрономии сезонов (времен года), возможных морей и суши и т.н. каналов на Марсе. Даже существовали абстрактные предположения о существовании селенитов, марсиан и т.д. Некоторые учёные ещё в начале XX века считали наличие марсианской растительности доказанным, а венерианской - возможным.

Начиная со второй половины XX века, учёные ведут целенаправленные поиски внеземной жизни внутри Солнечной системы и за её пределами, особенно с помощью автоматических межпланетных станций (АМС) и космических телескопов. Данные исследований метеоритов, верхних слоёв атмосферы Земли и данные, собранные в рамках космических программ, позволяют некоторым учёным утверждать, что простейшие формы жизни могут существовать на других планетах Солнечной системы. При этом, согласно современным научным представлениям, вероятность обнаружения высокоорганизованной жизни на всех планетах Солнечной системы, кроме Марса и некоторых спутников Юпитера и Сатурна, крайне мала.

К настоящему времени доказательств наличия внеземной жизни найдено не было.

Однако 6 августа 1996 года учёные НАСА после исследования метеорита ALH 84001 заявили о том, что метеорит может содержать доказательства следов жизни на Марсе. При сканировании структур метеорита растровым электронным микроскопом были выявлены окаменелости, которые напомнили учёным «следы» земных организмов — так называемых магнитотактических бактерий. Исследователи утверждали, что именно такие специфические окаменелости оставляют бактерии на Земле, поэтому обнаружение идентичных окаменелостей в метеорите говорит в пользу существования бактерий на его родной планете. Вместе с тем структуры, найденные на ALH 84001, составляют 20-100 нанометров в диаметре, что близко к теоретическим нанобактериям и в разы меньше любой известной науке клеточной формы жизни. Остаётся неясным, свидетельствует ли это о том, что на Марсе была или есть жизнь, или же вероятные живые организмы попали на метеорит уже на Земле после его падения[53][54][55][56].

О возможном наличии живых существ на поверхности Венеры заявил в январе 2012 года главный научный сотрудник Института космических исследований РАН Леонид Ксанфомалити. При изучении фотографий, переданных советскими аппаратами в 1970-е и 1980-е годы, он обнаружил некие объекты, которые появляются и исчезают на серии последовательных снимков. К примеру, объект «скорпион» появляется на фотографии спустя 90 минут после включения камеры и через 26 минут исчезает, оставив после себя канавку в грунте. Ксанфомалити считает, что во время посадки, модуль создал сильный шум и «обитатели» покинули место посадки, а спустя некоторое время, когда все утихло, они вернулись[57].

В 2010 году группа учёных из НАСА заявила на основании полученных с зонда «Кассини» данных об обнаружении на спутнике Сатурна Титане косвенных признаков жизнедеятельности примитивных организмов (см.: Жизнь на Титане). Поиски жизни на месте на спутниках Юпитера предполагаются в перспективных программах АМС со спускаемыми аппаратами, криоботами, гидроботами типа Лаплас—П и др.

Метан[править | править вики-текст]

В 2004 году наземными телескопами и зондом Mars Express был обнаружен спектральный маркер метана в атмосфере Марса. Из-за солнечной радиации и космического излучения по прогнозам учёных метан должен был исчезнуть из атмосферы Марса в течение нескольких лет. Таким образом, газ должен активно пополняться, чтобы поддерживать текущую концентрацию[58][59]. Одним из опытов марсохода Mars Science Laboratory, запускаемого 25 ноября 2011 года, будет выполнение точных измерений соотношения изотопов кислорода и углерода в углекислом газе (CO2) и метане (CH4) в атмосфере Марса с целью определения геохимического либо биологического происхождения метана[60][61][62].

Планетные системы[править | править вики-текст]

Возможно, что у некоторых планет в Солнечной системе, таких как газовый гигант Юпитер, могут быть спутники с твёрдой поверхностью или жидким океаном, которые являются более пригодными для жизни. Большинство планет, обнаруженных за пределами Солнечной системы, являются горячими газовыми гигантами и непригодны для жизни. Таким образом, точно не известно, является ли Солнечная система, с такой планетой как Земля, уникальной или нет. Улучшенные методы обнаружения и увеличенное время наблюдения несомненно позволят обнаружить больше планетных систем и, возможно, некоторые из них будут как Земля. Например, миссия Кеплер предназначена для обнаружения планет размером с Землю вокруг других звёзд путём измерения мельчайших изменений в кривой блеска звезды, когда планета проходит между звездой и телескопом. Прогресс в области инфракрасной и субмиллиметровой астрономии открыл компоненты других звёздных систем. Инфракрасные исследования обнаружили пояса пыли и астероидов вокруг далёких звёзд, лежащие в основе формирования планет.

Жизнепригодность планеты[править | править вики-текст]

Усилия, направленные для ответа на вопрос: «Какова распространённость потенциально обитаемых планет» имели определённый успех. 2 февраля 2011 года учёные, исследующие данные с телескопа Кеплер, объявили, что имеется 54 кандидата в планеты, находящиеся в обитаемой зоне своих звёзд. Причём 5 из них имеют размер, сопоставимый с Землёй[63].

Также ведётся исследование относительно ограничений окружающей среды для жизни и работы экстремальных экосистем, позволяя исследователям предсказать, какая планетная среда могла бы быть наиболее подходящей для жизни. Такие миссии, как спускаемый аппарат Феникс, Mars Science Laboratory и ExoMars к Марсу, зонд «Кассини» к спутнику Сатурна Титану и миссия «Ice Clipper» к спутнику Юпитера Европе дают надежду на дальнейшее изучение возможности наличия жизни на других планетах в нашей Солнечной системе.

Миссии[править | править вики-текст]

Проводятся исследования экологических условий жизни и работы экстремальных экосистем, что позволяет исследователям лучше предсказать, какие планеты могут быть наиболее вероятно пригодными для жизни. Миссии, такие как Phoenix lander, Mars Science Laboratory, ExoMars, Mars 2020 и Cassini probe (миссия к лунам Сатурна), направлены на дальнейшее изучение возможностей жизни на других планетах Солнечной системы.

Программа Viking[править | править вики-текст]

В конце 1970-х годов два лэндера Викинга вели четыре вида биологических экспериментов на поверхности Марса. Это были единственные лэндеры Марса, которые проводили эксперименты, специально предназначенные для метаболизма современной микробной жизни на Марсе. Посадочные машины использовали роботизированную руку для сбора проб почвы в герметичные испытательные контейнеры на судне. Оба лэндера были одинаковыми, поэтому те же испытания проводились в двух местах на поверхности Марса; Viking 1 около экватора и Viking 2 дальше на север. Результат был неубедительным и по-прежнему оспаривается некоторыми учеными. [64][65][66][67]

Beagle 2[править | править вики-текст]

Beagle 2 был неудачным посадочным устройством British Mars, который был частью миссии Европейского космического агентства «Марс-экспресс» в 2003 году. Его основная цель состояла в том, чтобы искать признаки жизни на Марсе, в прошлом или настоящем. Хотя он приземлился безопасно, он не смог правильно развернуть свои солнечные батареи и телекоммуникационную антенну.[68]

EXPOSE[править | править вики-текст]

EXPOSE - это многопользовательский объект, установленный в 2008 году за пределами Международной космической станции, посвященной астробиологии. EXPOSE была разработана Европейским космическим агентством (ЕКА) для долгосрочных космических полетов, которые позволяют подвергать органические, химические вещества и биологические образцы воздействию космического пространства на низкой околоземной орбите. [69]

Научная лаборатория Марса[править | править вики-текст]

Миссия Научной лаборатории Марса (MSL) приземлилась на марсоходе, который в настоящее время работает на Марсе. Он был запущен 26 ноября 2011 года и приземлился в Кратере Гейл 6 августа 2012 года. Задачи миссии состоят в том, чтобы помочь оценить пригодность Марса и при этом определить, поддерживает ли или когда-либо поддерживал ли Марс жизнь, собирать данные для будущей миссии человека, изучить марсианскую геологию, ее климат и далее оценивать какую роль вода, важный ингредиент для жизни, как мы ее знаем, играла в формировании минералов на Марсе.[70]

Экзомарс (марсоход)[править | править вики-текст]

ExoMars - это роботизированная миссия на Марс для поиска возможных биосигналов жизни на Марсе, прошлой или настоящей. Эта астробиологическая миссия в настоящее время разрабатывается Европейским космическим агентством (ЕКА) в партнерстве с Федеральным космическим агентством России (Роскосмос); запуск планируется в 2018 году. [71][72][73]

Red Dragon[править | править вики-текст]

Красный Дракон - это запланированная серия недорогих миссий по приземлению на Марс, в которых будет использоваться ракета-носитель SpaceX Falcon Heavy, а также модифицированная капсула Dragon V2 для входа в атмосферу Марса и Земли с использованием ретроспектаклей. Основная миссия посадочной площадки - демонстрация технологии и поиск свидетельств о жизни на Марсе (биосигналов), в прошедшем или настоящем. Эта концепция должна была конкурировать за финансирование в 2012/2013 годах как миссия NASA Discovery. В апреле 2016 года SpaceX объявила о том, что они приступят к выполнению миссии при технической поддержке NASA, ракета Falcon Heavy будет запущена в 2018 году. Эти миссии в Марсе также станут отправными точками для гораздо большей колонизации SpaceX Mars, о которой было объявлено в сентябре 2016 года. [74]

Марс-2020[править | править вики-текст]

Маршрутная миссия «Марс 2020» - это концепция, разрабатываемая НАСА с возможным запуском в 2020 году. Она предназначена для исследования условий на Марсе, имеющих отношение к астробиологии, изучения ее поверхностных геологических процессов и истории, включая оценку его прошлой обитаемости и потенциала для сохранения биосигналов и биомолекул в доступных геологических материалах. Команда определения науки предлагает собрать по меньшей мере 31 образец горных пород и почвы для последующей миссии, чтобы вернуться к более определенному анализу в лабораториях на Земле. Марсоход сможет провести измерения и предоставить технические данные, чтобы помочь разработчикам человеческой экспедиции понять любые опасности, создаваемые марсианской пылью, и продемонстрировать, как собирать углекислый газ (CO2), который может быть ресурсом для получения молекулярного кислорода (О2) и ракетного топлива.[75][76]

Предлагаемые миссии[править | править вики-текст]

Icebreaker Life[править | править вики-текст]

Icebreaker Life - это миссия, которая предлагается программе NASA Discovery для запуска в 2018 году. Если она будет выбрана и будет финансироваться, стационарный посадочный аппарат станет ближайшей копией успешного 2008 года Феникса, и он будет иметь обновленную научно полезную нагрузку для астробиологии, в том числе 1-метровую буровую установку для отбора проб льда в северных равнинах для проведения поиска органических молекул и доказательство текущей или прошлой жизни на Марсе. Одной из ключевых целей миссии Icebreaker Life является проверка гипотезы о том, что ледяная почва в полярных регионах имеет значительную концентрацию органических веществ из-за защиты льдами от окислителей и радиации.

Путешествие к Энцеладу и Титану[править | править вики-текст]

Путешествие к Энцеладу и Титану является концепцией орбитальной астробиологической орбиты для оценки потенциала обитаемости спутников Сатурна Энцелада и Титана.[77][78][79]

Энцелад Life Finder[править | править вики-текст]

Enceladus Life Finder (ELF) - предлагаемая концепция астробиологической миссии для космического зонда, предназначенного для оценки обитаемости внутреннего водного океана Энцелада, шестой по величине Луны Сатурна. [80][81]

Europa Clipper[править | править вики-текст]

Europa Clipper - это миссия, запланированная NASA для запуска в 2025 году, которая проведет детальную разведку Луны Юпитера Europa и проверит, может ли ледяная луна содержать условия, подходящие для жизни. Это также поможет в выборе будущих посадочных площадок.[82][83]

Научно-популярные фильмы[править | править вики-текст]

  • «Вселенная. Астробиология» (англ. The Universe. Astrobiology) — научно-популярный фильм, снятый History Channel в 2008 г.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Launching the Alien Debates (part 1 of 7). Astrobiology Magazine (недоступная ссылка — история). NASA (December 8, 2006). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 29 сентября 2007 года.
  2. iTWire — Scientists will look for alien life, but Where and How?
  3. Ward P. D. The life and death of planet Earth. — New York: Owl Books, 2004. — ISBN 0805075127.
  4. 1 2 About Astrobiology. NASA Astrobiology Institute. NASA (January 21, 2008). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 15 февраля 2012 года.
  5. Gutro, Robert NASA Predicts Non-Green Plants on Other Planets. Goddard Space Flight Center (4 November 2007). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 15 февраля 2012 года.
  6. Heinlein R and Harold W (21 July 1961). «Xenobiology». Science. Проверено 2011-01-16.
  7. Steven J. Dick and James E. Strick. The Living Universe: NASA and the Development of Astrobiology. — New Brunswick, NJ: Rutgers University Press, 2004.
  8. (5 September 1996) «Exopaleontology at the Pathfinder Landing Site» (NASA Ames Research Center). Проверено 2009-11-21.
  9. First European Workshop on Exo/Astrobiology. ESA Press Release. European Space Agency (2001). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 15 февраля 2012 года.
  10. (1 June 2001) «ESA Embraces Astrobiology». Science 292. DOI:10.1126/science.292.5522.1626.
  11. Astrobiology at Arizona State University
  12. CASE Undergraduate Degrees
  13. The Australian Centre for Astrobiology, University of New South Wales
  14. Об организации Научного совета РАН по астробиологии
  15. 1 2 NOVA | Mars | Life’s Little Essential | PBS
  16. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: An Interview With Dr. Farid Salama. Astrobiology magazine (2000). Проверено 20 октября 2008.
  17. M Dwarfs: The Search for Life is On (недоступная ссылка — история). Red Orbit & Astrobiology Magazine (29 August 2005). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 22 мая 2011 года.
  18. The Virtual Planet Laboratory. NASA (2008). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 15 февраля 2012 года.
  19. Ford, Steve What is the Drake Equation?. SETI League (August 1995). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 2 июня 2012 года.
  20. Horner, Jonathan; Barrie Jones. Jupiter: Friend or foe?. Europlanet (August 24, 2007). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 15 февраля 2012 года.
  21. Jakosky, Bruce; David Des Marais, et al. The Role Of Astrobiology in Solar System Exploration. NASA. SpaceRef.com (September 14, 2001). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 15 февраля 2012 года.
  22. Bortman, Henry Coming Soon: "Good" Jupiters. Astrobiology Magazine (September 29, 2004). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 15 февраля 2012 года.
  23. Carey, Bjorn Wild Things: The Most Extreme Creatures. Live Science (недоступная ссылка — история) (7 February 2005). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 19 марта 2006 года.
  24. 1 2 Cavicchioli, R. (Fall 2002). «Extremophiles and the search for extraterrestrial life.». Astrobiology 2 (3): :281–92.. DOI:10.1089/153110702762027862. PMID 12530238. Проверено 2008-10-20.
  25. Article: Lichens survive in harsh environment of outer space
  26. 1 2 3 4 5 6 The Planetary Report, Volume XXIX, number 2, March/April 2009, "We make it happen! Who will survive? Ten hardy organisms selected for the LIFE project, by Amir Alexander
  27. 1 2 Arsenic-loving bacteria may help in hunt for alien life, BBC News (December 2, 2010). Проверено 2 декабря 2010.
  28. Arsenic-Eating Bacteria Opens New Possibilities for Alien Life, Space.com, Space.com (December 2, 2010). Проверено 2 декабря 2010.
  29. Две дамы, ДНК и мышьяк Элементы.ру (статья Елены Клещенко из журнала «Химия и жизнь», № 3, 2012 г.)
  30. Jupiter's Moon Europa Suspected Of Fostering Life (PDF). Daily University Science News (2002). Проверено 8 августа 2009. Архивировано 15 февраля 2012 года.
  31. 1 2 Weinstock, Maia. Galileo Uncovers Compelling Evidence of Ocean On Jupiter's Moon Europa, Space.com (24 August 2000). Архивировано 18 октября 2000 года. Проверено 20 октября 2008.
  32. Cavicchioli, R. (Fall 2002). «Extremophiles and the search for extraterrestrial life.». Astrobiology 2 (3): :281–92.. DOI:10.1089/153110702762027862. PMID 12530238. Проверено 2009-08-08.
  33. David, Leonard. Europa Mission: Lost In NASA Budget, Space.com (7 February 2006). Проверено 8 августа 2009.
  34. Clues to possible life on Europa may lie buried in Antarctic ice, Marshal Space Flight Center, NASA (March 5, 1998). Проверено 8 августа 2009.
  35. Fossil SUccession. U.S. Geological Survey (14 August 1997). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 15 февраля 2012 года.
  36. 1 2 3 4 Pace, Norman R. (January 30, 2001). «The universal nature of biochemistry». Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 98 (3): 805–808. DOI:10.1073/pnas.98.3.805. PMID 11158550. Проверено 2010-03-20.
  37. Telltale chemistry could betray ET, New Scientists (21 January 2011). Проверено 22 января 2011.
  38. 1 2 Tritt, Charles S. Possibility of Life on Europa. MilwaukeeSchool of Engineering (2002). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 15 февраля 2012 года.
  39. 1 2 Friedman, Louis Projects: Europa Mission Campaign. The Planetary Society (December 14, 2005). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 15 февраля 2012 года.
  40. David, Leonard Move Over Mars -- Europa Needs Equal Billing (недоступная ссылка — история). Space.com (10 November 1999). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 23 июля 2008 года.
  41. Than, Ker New Instrument Designed to Sift for Life on Mars. Space.com (28 February 2007). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 15 февраля 2012 года.
  42. 1 2 Than, Ker. Scientists Reconsider Habitability of Saturn's Moon, Science.com (13 September 2005). Проверено 20 октября 2008.
  43. NASA Images Suggest Water Still Flows in Brief Spurts on Mars, NASA. Проверено 20 октября 2008.
  44. Water ice in crater at Martian north pole, European Space Agency (28 July 2005). Проверено 20 октября 2008.
  45. Landis, Geoffrey A. (June 1, 2001). «Martian Water: Are There Extant Halobacteria on Mars?». Astrobiology 1 (2): 161–164. DOI:10.1089/153110701753198927. PMID 12467119. Проверено 2008-10-20.
  46. Kruszelnicki, Karl. Life on Europa, Part 1, ABC Science (5 November 2001). Проверено 20 октября 2008.
  47. Titan: Life in the Solar System?, BBC - Science & Nature. Проверено 20 октября 2008.
  48. Britt, Robert Roy. Lakes Found on Saturn's Moon Titan, Space.com (28 July 2006). Проверено 20 октября 2008.
  49. Lovett, Richard A.. Saturn Moon Titan May Have Underground Ocean, National Geographic News (March 20, 2008). Проверено 20 октября 2008.
  50. Saturn moon 'may have an ocean', BBC News (10 марта 2006). Проверено 5 августа 2008.
  51. Gould, Stephen Jay (1998). "Clear Thinking in the Sciences". Lectures at Harvard University. 
  52. Gould Stephen Jay. Why People Believe Weird Things: Pseudoscience, Superstition, and Other Confusions of Our Time. — 2002.
  53. Crenson, Matt After 10 years, few believe life on Mars (недоступная ссылка — история). Associated Press (on space.com (6 августа 2006). Проверено 20 октября 2008. Архивировано 9 августа 2006 года.
  54. McKay, David S., et al. (1996) «Search for Past Life on Mars: Possible Relic Biogenic Activity in Martian Meteorite ALH84001». Science, Vol. 273. no. 5277, pp. 924—930. URL accessed March 18, 2006.
  55. McKay D. S., Gibson E. K., ThomasKeprta K. L., Vali H., Romanek C. S., Clemett S. J., Chillier X. D. F., Maechling C. R., Zare R. N. (1996). «Search for past life on Mars: Possible relic biogenic activity in Martian meteorite ALH84001». Science 273 (5277): 924–930. DOI:10.1126/science.273.5277.924. PMID 8688069.
  56. USA.gov: The U.S. Government's Official Web Portal
  57. Советские зонды, возможно, засняли живых существ на Венере. РИА Новости (20 января 2012). Проверено 20 января 2012. Архивировано 15 февраля 2012 года.
  58. Vladimir A. Krasnopolsky (February 2005). «Some problems related to the origin of methane on Mars». Icarus 180 (2): 359–367. DOI:10.1016/j.icarus.2005.10.015.
  59. Planetary Fourier Spectrometer website (ESA, Mars Express)
  60. Sample Analysis at Mars (SAM) Instrument Suite. NASA (October 2008). Проверено 9 октября 2008. Архивировано 15 февраля 2012 года.
  61. Tenenbaum, David Making Sense of Mars Methane. Astrobiology Magazine (June 09, 2008):). Проверено 8 октября 2008. Архивировано 15 февраля 2012 года.
  62. Tarsitano, C.G. and Webster, C.R. (2007). «Multilaser Herriott cell for planetary tunable laser spectrometers». Applied Optics, 46 (28): 6923–6935. DOI:10.1364/AO.46.006923.
  63. NASA Finds Earth-size Planet Candidates in the Habitable Zone
  64. (March 2012) «Complexity Analysis of the Viking Labeled Release Experiments». IJASS 13 (1): 14–26. DOI:10.5139/IJASS.2012.13.1.14. Bibcode2012IJASS..13...14B. Проверено 15 April 2012.
  65. Klotz, Irene Mars Viking Robots 'Found Life'. Discovery News (12 April 2012). Проверено 16 апреля 2012.
  66. Navarro-González, R. (2006). «The limitations on organic detection in Mars-like soils by thermal volatilization–gas chromatography–MS and their implications for the Viking results». PNAS 103 (44): 16089–16094. DOI:10.1073/pnas.0604210103. PMID 17060639. Bibcode2006PNAS..10316089N. Проверено 2 April 2012.
  67. Paepe, Ronald (2007). «The Red Soil on Mars as a proof for water and vegetation» (PDP). Geophysical Research Abstracts 9 (1794). Проверено 2 May 2012.
  68. Beagle 2 : the British led exploration of Mars. Проверено 13 марта 2015.
  69. Centre national d'études spatiales (CNES). EXPOSE – home page. Проверено 8 июля 2013.
  70. Mars Science Laboratory: Mission. NASA/JPL. Проверено 12 марта 2010.
  71. Amos, Jonathan. Europe still keen on Mars missions, BBC News (15 March 2012). Проверено 16 марта 2012.
  72. Svitak, Amy. Europe Joins Russia on Robotic ExoMars, Aviation Week (16 March 2012). Проверено 16 марта 2012.
  73. Selding, Peter B. de. ESA Ruling Council OKs ExoMars Funding, Space News (15 March 2012). Проверено 16 марта 2012.
  74. Bergin, Chris, and Gebhardt, Chris SpaceX reveals ITS Mars game changer via colonization plan (September 27, 2016).
  75. Science Team Outlines Goals for NASA's 2020 Mars Rover, Jet Propulsion Laboratory, NASA (9 July 2013). Проверено 10 июля 2013.
  76. Mars 2020 Science Definition Team Report – Frequently Asked Questions (PDF). NASA (9 July 2013). Проверено 10 июля 2013.
  77. Sotin, C. (2011). "JET: Journey to Enceladus and Titan" (PDF) in 42nd Lunar and Planetary Science Conference., Lunar and Planetary Institute. 
  78. Kane, Van. Discovery Missions for an Icy Moon with Active Plumes, The Planetary Society (3 April 2014). Проверено 9 апреля 2015.
  79. Matousek, Steve (June 18–21, 2013). "JET: Journey to Enceladus and Titan" (PDF) in Low Cost Planetary Missions Conference., California Institute of Technology. 
  80. Lunine, J.I. (2015). "Enceladus Life Finder: The search for life in a habitable moon" (PDF) in 46th Lunar and Planetary Science Conference (2015)., Lunar and Planetary Institute. 
  81. Clark, Stephen. Diverse destinations considered for new interplanetary probe, Space Flight Now (April 6, 2015). Проверено 7 апреля 2015.
  82. (2013) «Science Potential from a Europa Lander». Astrobiology 13 (8): 740–773. DOI:10.1089/ast.2013.1003. PMID 23924246. Bibcode2013AsBio..13..740P. Проверено 14 December 2013.
  83. Senske, D. (2 October 2012), "Europa Mission Concept Study Update", Presentation to Planetary Science Subcommittee, <http://www.lpi.usra.edu/pss/oct2012/presentations/5_Senske_Europa.pdf>. Проверено 14 декабря 2013. 

Литература[править | править вики-текст]

  • Астробиология // Большой энциклопедический словарь. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1999.

Ссылки[править | править вики-текст]