سیاره مریخ حدود 3.5 میلیارد سال پیش با مقادیر زیادی آب سطحی کشف شد. امروزه این سیاره، به عنوان یک سیاره یخ زده و قرمز شناخته می شود.
تا زمانی که بشریت آسمان ها را کاوش می کند، ما مجذوب این احتمالیم که جهان های دیگری بسیار شبیه زمین ممکن است دارای موجودات زنده باشند. در حالی که بازدیدهای ما از ماه به ما نشان داد که این قمرکاملاً بایر و خالی از سکنه است، سایر سیاره های منظومه شمسی پر از ابهام باقی می‌مانند. سیاره زهره ممکن است در بالای ابرهای خود حیات داشته باشد. قمر اروپا و انسلادوس ممکن است در اقیانوسی زیر سطحی آب مایع زندگی داشته باشند. حتی دریاچه‌های هیدروکربنی مایع تیتان مکانی شگفت‌انگیز برای جستجوی موجودات زنده عجیب و غریب است.
اما تا به حال، جذاب ترین احتمال وجود حیات، مربوط به سیاره سرخ است: مریخ. این پسرعموی کوچک‌تر، سردتر و دورتر زمین، مطمئناً گذشته‌ای مرطوب داشته است. چرا که آب مایع به وضوح برای بیش از یک میلیارد سال روی سطح آن جریان داشته است. شواهد غیرمستقیم مبنی بر معقول بودن حیات در مریخ اشاره کرده است، نه تنها در گذشته باستان، بلکه احتمالاً هنوزهم در آن زندگی است:
با اطلاعاتی که از مدارگردها، فرودگرها و مریخ نوردهای مختلف به دست آمده است، اکتشافات شگفت انگیزی در مریخ انجام شده است. بسترهای خشک شده رودخانه ها، شواهدی از رویدادهای یخبندان باستانی، کره‌های کوچک هماتیت که تنها در محیط آبی زمین تشکیل می شوند، شواهد فراوانی از سنگ‌های رسوبی که فقط در محیط‌های آبی روی زمین تشکیل می‌شوند، یخ های زیرسطحی جامد، برف ها و حتی آب های سطحی یخ زده در مریخ را در زمان واقعی مشاهده شده است.
سایر مشاهدات اینگونه بود که احتمالاً آب‌های سطحی شور به طور فعال از دیواره‌های دهانه‌های مختلف جاری می‌شوند، اگرچه این نتیجه هنوز بحث‌برانگیز است. تمام مواد خامی که برای حیات روی زمین مورد نیاز است در مریخ اولیه نیز فراوان بود، از جمله جو غلیظ و آب مایع روی سطح. اگرچه مریخ دیگر، امروز به نظر نمی‌رسد که مملو از حیات است، اما سه مدرک وجود دارد که نشان می‌دهد حیات گذشته یا حتی فعلی ممکن است وجود داشته باشد:
- اولین شاهد قانع کننده، از ابزارهای روی کاوشگرهای مریخ وایکینگ ناسا در سال 1976 به دست آمد. در این زمینه، سه آزمایش زیست شناسی انجام شد: یک آزمایش تبادل گاز، یک آزمایش آزادسازی برچسب، و یک آزمایش انتشار پیرولیتیک، که توسط یک کروماتوگرافی گازی دنبال شد. فقط، اولین باری که آزمایش انجام شد، طیف های آزمایش آزادسازی برچسب هنگامی که بر روی هر دو فرودگر وایکینگ انجام شد نتیجه مثبت داشت. در دفعات بعدی، دیگرتمام آزمایشات منفی شدند.
- دومین شاهد زمانی بدست آمد که قطعه‌ای از یک شهاب سنگ مریخی - Allan Hills 84001 - در 27 دسامبر 1984 کشف شد. همانطور که معلوم است، تقریباً 3٪ از تمام شهاب‌سنگ‌هایی که به زمین می‌افتند از مریخ منشأ می‌گیرند، اما این مورد به‌ویژه بزرگ با وزن تقریباً 2 کیلوگرم (بیش از 4 پوند) بود. این شهاب سنگ، در ابتدا حدود 4 میلیارد سال پیش در مریخ شکل گرفته بود و تنها 13000 سال پیش روی زمین فرود آمد. وقتی در سال 1996 به داخل آن نگاه کردند، به نظر می‌رسید که حاوی موادی است که می‌تواند بقایای اشکال حیات آلی فسیل‌شده باشد، اگرچه ممکن است از فرآیندهای غیرآلی نیز به وجود آمده باشند.
- سومین مدرک با آخرین مریخ نورد ناسا به اسم کنجکاوی به دست آمد. با تغییر فصول در مریخ، در پایان زمستان مریخ و با شروع بهار کنجکاوی متان ساطع شده از مکان های زیرزمینی خاص را شناسایی کرد. این روند، در بهترین حالت یک سیگنال مبهم بود، زیرا فرآیندهای معدنی و ژئوشیمیایی می‌توانند فصلی باشند و منجر به آزاد شدن متان شوند، اما فرآیندهای آلی و بیولوژیکی نیز می‌توانند باعث این امر شوند.
وقتی به مجموعه کامل شواهد نگاه می کنیم پنج احتمال برای تاریخچه زندگی در سیاره سرخ وجود دارد.
- مریخ هرگز رویش حیات نداشته است. علیرغم داشتن مواد اولیه مشابه با زمین اولیه و شرایط مشابه و آبکی، شرایط ضروری که امکان تشکیل حیات را فراهم می کند، هرگز در مریخ زندگی وجود نداشته است. تمام فرآیندهای زمین شناسی و شیمیایی که اتفاق افتاده است، به صورت غیر ارگانیک بوده است و هیچ چیز ارگانیک نیست. سپس، کمی بیش از سه میلیارد سال پیش، اتمسفر مریخ توسط خورشید از بین رفته و هر آب سطحی مایع درآن خشک شده و به ظاهر کنونی مریخ منجر شده است.
این محافظه کارانه ترین موضع است و مستلزم آن است که هر سه آزمایش "مثبت" ادعا شده دارای تفکیک غیر آلی یا مبتنی بر آلودگی باشند. البته که این احتمال یک امر کاملاً ممکن است و در ذهن بسیاری بصورت یک پیش فرض باقی می ماند. تا زمانی که شواهد بسیار قانع‌کننده‌ای به دست نیاید که به حیات گذشته یا فعلی در مریخ اشاره کند، این احتمال، بعنوان فرضیه اصلی باقی خواهد ماند.
- اوایل در مریخ زندگی بوده و الان از بین رفته است. این سناریو، از بسیاری جهات، به اندازه سناریوی قبلی قانع کننده است. تصور اینکه دنیایی با اتمسفر غلیظی شبیه جو اولیه زمین، آب پایدار و مایع روی سطح آن، قاره هایی با تنوع زمین شناسی غنی، آتشفشان ها، یک میدان مغناطیسی، روزی شبیه به روز ما و دماهایی که فقط اندکی سردتر از امروز زمین هستند، می تواند منجر به زندگی شود. برای بسیاری، تصور اینکه، این شرایط پس از یک میلیارد سال به زندگی منجر نشوند، عملا غیرممکن است، با توجه به اینکه حیات روی زمین بیش از چند صد میلیون سال پس از شکل‌گیری آن به وجود آمده است.
با این حال، از دست دادن اتمسفر مریخ تأثیر عمیقی بر این سیاره داشته و می‌توانست منجر به انقراض تمام حیات در مریخ شود. حفاری در سنگ های رسوبی مریخ و جستجو برای اشکال حیات فسیل شده، یا حتی اجزای غنی از کربن دگرگون شده، به طور بالقوه می تواند شواهد لازم برای تایید این سناریو را آشکار کند.
- مریخ حیات اولیه داشته و هنوز به شکلی عمدتاً خفته در زیر سطح باقی می ماند. این خوش بینانه ترین ادعا، در عین حال، از نظر علمی قابل قبول ترین دیدگاه از حیات در مریخ است. شاید زندگی در اوایل شروع شد و زمانی که مریخ جو خود را از دست داد، چند تن از افراد افراطی در حالت انیمیشنی منجمد و معلق باقی ماندند. هنگامی که شرایط مناسب پدید آمد، حتی شاید در زیر زمین، جایی که آب مایع گهگاه می تواند جریان یابد زندگی "بیدار می شود" و شروع به انجام عملکردهای بیولوژیکی حیاتی خود می کند.
اگر اینطور باشد، پس هنوز موجوداتی در زیر سطح مریخ وجود دارند، شاید در شن های کم عمق فقط چند فوت یا حتی چند اینچ زیر فضاپیمای ما. ما احتمالاً فقط در مورد حیات تک سلولی صحبت می کنیم، شاید حتی به پیچیدگی یک سلول یوکاریوتی هم نرسیده باشیم، اما زندگی در هر دنیایی غیر از زمین همچنان انقلابی برای علم خواهد بود.
- مریخ تا زمانی که زمین آن را بذر، به طور طبیعی حیات نداشت. 65 میلیون سال پیش، یک جسم بسیار بزرگ و سریع با زمین برخورد کرد و دهانه چیکسولوب را ایجاد کرد و مواد کافی را برای پوشاندن زمین در ابری از زباله جمع آوری کرد که منجر به پنجمین انقراض بزرگ در تاریخ زمین شد. این مورد، مانند بسیاری از برخوردهای عظیم، احتمالاً قطعات کوچکی از زمین را تا سرتاسر فضا پرتاب کرده است، به همان روشی که ضربه‌گیرها در ماه یا مریخ شهاب‌ها را به سراسر منظومه شمسی می‌فرستند و برخی از آنها در نهایت روی زمین فرود می‌آیند.
خب، برخی از تکه سنگ ها به سمت دیگری نیز می روند: ارسال مواد منتخب از زمین به دنیاهای دیگر، از جمله مریخ. غیر منطقی به نظر می رسد که مواد موجود در پوسته زمین که سرشار از حیات آلی است، اصلاً به مریخ نرسد. در عوض، بسیار قابل قبول است که ارگانیسم های مستقر در زمین به مریخ رسیده و در آنجا شروع به تولیدمثل کرده اند، خواه رشد کرده باشند یا نه.
- برنامه فضایی مدرن ما حیات مبتنی بر زمین را به مریخ گسترش داد، شاید مریخ واقعاً حداقل برای میلیاردها سال یک سیاره بی‌جان بود. شاید مواد موجود در فضا که 100% آلودگی زدایی یا استریل نشده بودند، روی سطح مریخ فرود آمدند و ارگانیسم های مدرن زمین را به عنوان مزاحم با خود همراه کردند.
این کابوس نهایی اخترزیست‌شناسان است: اینکه تاریخ شگفت‌انگیزی از زندگی برای کشف در دنیای دیگری وجود دارد، اما قبل از اینکه تاریخ واقعی زندگی در آن را بیاموزیم، آن را با ارگانیسم‌های خودمان آلوده می‌کنیم. در بدترین سناریو، این می تواند موردی باشد که مریخی در مریخ از زندگی ساده جان سالم به در می برد، اما حیات زمینی از راه رسید و آن را به سمت انقراض سریع سوق داد. این ترس بسیار واقعی و سالم به همین دلیل است که ما اغلب از منظر زیست‌شناختی، وقتی سیارات دیگر و جهان‌های خارجی را کشف می‌کنیم، بسیار محافظه‌کار می شویم.
باتمام اینها، این روزها، زندگی در مریخ بسیاری از محققان سازمان های مختلف را به چالش می کشاند. ناسا می‌خواهد تا سال 2030 انسان‌ها را به این سیاره سرخ بفرستد. اسپیس‌ایکس نیز می‌خواهد زودتر به آنجا برسد و برنامه‌هایی برای حضور افراد در آنجا تا سال 2024 دارد. همچنین موضوع مورد علاقه هالیوود نیز زندگی در مریخ شده است، همانگونه که اگر کمی دقت کنیم فیلم های بسیاری در این زمینه می توانیم درآن بیابیم. اما بیشتر آنها به بزرگترین سؤالات پاسخ نمی‌دهند. سوالاتی مثل وقتی به آنجا رسیدیم چه می شود. آیا قادر خواهیم بود به صورت طولانی مدت آنجا زنده بمانیم؟ و غیره
مریخ
جو مریخ عمدتاً دی اکسید کربن است، سطح سیاره برای حفظ حیات انسان بسیار سرد است و گرانش سیاره تنها 38 درصد گرانش زمین است. به علاوه، جو مریخ معادل حدود 1 درصد جو زمین در سطح دریا است که رسیدن به سطح را دشوار می کند.
فرود برروی مریخ
سفر به مریخ تنها شروع این سفر است. در شرایطی که زمین و مریخ به هم نزدیکتر باشند، سفر به مریخ تنها 260 روز طول خواهد کشید. اما وقتی به آنجا رسیدیم، چالش فرود آمدن روی سطح سیاره آغاز می شود. باید این مسئله بررسی شود که چه نوع سیستم فرودی فضانوردان و سایر سرنشینان را با آرام و بدون نقص به سطح مریخ فرود می آورد.
در سال 2007، دانشمندان چهار راه حل ممکن را برای فرود فضانوردان به سطح مریخ ارائه کردند.
- سیستم فرود بر اساس کاوشگر قمری بود که می تواند گزینه فرود آمدن و بلند شدن از سطح سیاره سرخ را فراهم کند.
- سیستم SLS یا سیستم فرود جرثقیل آسمانی که از سیستم‌های تجمیع و سایر تجهیزات برای پایین آوردن مریخ نوردها بر روی سطح استفاده می‌کند. این سیستم می تواند بار را تخلیه و دوباره بلند کند.
- سیستم فرود کیسه هوا که متکی بر موشکی هست که نیروی رانش خود را در بالای سطح سیاره قطع می کند وتجهیزات روی [ود را فرود می آورد. با این حال، این بهترین گزینه برای فرود نخواهد بود.
- در نهایت، دانشمندان سیستم تاچ داون را ارائه کردند، این سیستم، معمولا با استفاده از تجهیزات خود سطح مریخ و محل فرود را حس می کند و بر این اساس عمل فرود را مدیریت می کند.
ده سال بعد، دانشمندان ایده های دیگری در مورد چگونگی فرود فضانوردان در مریخ ارائه کردند. به گفته ریچارد مک‌گوایر، یکی از رهبران مطالعات مکان های فرود انسانی مریخ در ناسا، فضانوردان باید در اعماق جو مریخ شیرجه بزنند و خود را به سطح نزدیکتر کنند. ما در گذشته این کار را انجام داده‌ایم... از آنجایی که جو مریخ نزدیک‌ترین جو به سطح زمین است. "در هنگام فرود، کاوشگر آنقدر سنگین است که بسیاری از فناوری ها مانند ایربگ، جرثقیل آسمانی و چتر نجات کار نمی کنند. در واقع، برای کاهش سرعت، ما به شدت به جت‌ها وابسته خواهیم بود.» بطور خلاصه، فناوری پیشرانه مافوق صوت برای اینکه بتواند فضاپیمای 20 متریک تنی را به سطح مریخ برساند، مورد نیاز است.
سکونتگاه ساخته شده برای ماندگاری
ناسا در حال بررسی این موضوع است که ما برای زنده ماندن در سطح مریخ به چه نوع محل زندگی بعنوان خانه نیاز داریم. در این زمینه، حدود شش شرکت طراحی نمونه‌های اولیه زیستگاه‌های احتمالی را در سال 2016 آغاز کردند.
همه این زیستگاه ها احتمالاً دارای چند چیز مشترک خواهند بود:
- باید خودکفا باشند.
- در برابر جو نازک مهر و موم شده باشند.
- قادر به پشتیبانی از زندگی برای دوره های طولانی بدون پشتیبانی از زمین باشند.
دیویس می‌گوید: «ایستگاه فضایی بین‌المللی واقعاً مقدار زیادی از آنچه را که در یک زیستگاه اعماق فضا لازم است را به ما آموخته است. ما به چیزهایی مانند کنترل محیطی و سیستم‌های پشتیبانی حیات (ECLSS)، سیستم‌های قدرت، پورت‌های اتصال و قفل‌های هوا نیاز داریم تا خدمه بتوانند پیاده‌روی فضایی را برای تعمیر چیزهایی که خراب می‌شوند یا افزودن قابلیت‌های جدید انجام دهند.
سوالی که دیویس مطرح کرد ای بود که: برای هر خدمه چقدر فضا لازم است؟ آیا فرد می‌تواند ماه‌ها در یک مکان سپری کند که توسط دیوارهای یکسانی احاطه شده است؟ هر زیستگاه چقدر باید از هم فاصله داشته باشند تا از کلاستروفوبیا جلوگیری شود؟ داستان ها یا فیلم های علمی تخیلی نیز کار بزرگی انجام می دهد و به عموم مردم کمک می کند تا تصور کنند این سفر در آینده چگونه خواهد بود.
یکی از توصیه‌های دیویس برای زندگی در مریخ، شامل جلوگیری از ورود گرد و غبار سمی به زیستگاه و آزمایشگاه بود. زیرا حیات میکروبی، تهدید دیگری برای فضانوردان است.
رشد
نگهداری و پرورش منابع غذایی و دارویی در مریخ بهترین راه برای خودکفایی زیستگاه است، اما با داشتن جو نازک و نور کم خورشید، رسیدن به این هدف دشوار است. مبدل هایی موسوم به برگ مصنوعی که برای کار در شرایط سخت طراحی شده اند، می توانند راه حلی برای این مشکل ارائه دهند. این برگ‌ها که از لاستیک سیلیکونی ساخته شده‌اند، می‌توانند کمی نور خورشید را جذب کنند و آن را به انرژی کافی برای سوخت‌رسانی به واکنش‌های شیمیایی لازم ساخت دارو و سایر ترکیبات تبدیل کنند. به گفته تیم نوئل این دستگاه انرژی خورشیدی را جمع‌آوری و مجدداً آن را در ناحیه ای از طول موج منتشر می‌کند که برای شیمی درون کانال هایش مفید است. به عبارت دیگر، برگ از نور خورشید در طول روز در مریخ استفاده کند، حتی اگر به طور بالقوه در معرض اشعه های مضر UV باشد. کانال‌های داخل برگ از هر گونه آثار منفی محافظت می‌شوند، زیرا دستگاه می‌تواند انرژی جمع‌آوری‌شده را دوباره در طول موج امن‌تری ساطع کند تا به کمک آن هر گونه فرآیند شیمیایی اعم از شروع ساخت مولکول‌های مورد نیاز، چه مواد دارویی، چه مواد شیمیایی کشاورزی یا سوخت‌های خورشیدی انجام شود.
در حال حاضر، متیلن بلو به عنوان فوتوکاتالیست تولید دارو در مریخ استفاده می شود. وظیفه کاتالیزور تسریع واکنش است، بنابراین متیلن بلو به دانشمندان اجازه می دهد تا داروها را سریعتر از روند عادی تولیدشان، تولید کنند. هم اکنون،تیم و تیمش سخت در تلاشند تا مجموعه ای متنوع از راکتورها بسازند. آنها امیدوارند که این دستگاه درسفر به مریخ یاریشان کند. بله، طبیعت ابزارهای عالی را برای زنده ماندن تقریباً در هر کجای جهان به ما داده است. آنها فقط به کمی تغییر نیاز دارند تا در خارج از زمین نیز ما را زنده نگه دارند.
برنامه سفر به مریخ
چند سفر اول به مریخ تنها شامل موارد ضروری خواهد بود. یکی از اولین اهداف ناسا، برای فضانوردان این است که یاد بگیرند چگونه روی این سیاره زندگی کنند. از آنجایی که بقا در مریخ با زمین تفاوت زیادی دارد، برای فضانوردان مهم ترین مهارت، مهارت بقا است. پایگاه اولیه احتمالاً شامل یک زیستگاه و یک آزمایشگاه علمی خواهد بود و داخل این ماژول ها با اندکی تفاوت بسیار شبیه ایستگاه فضایی خواهد بود. بدون تحقیقات بیشتر در مورد این سیاره، ناسا نمی تواند به طور قطع بگوید که چه خطراتی می تواند زندگی انسان را تهدید کند. با در نظر گرفتن این موضوع، تمام دانشمندانی که در مأموریت مریخ شرکت دارند، این خطرات و سایر خطرات احتمالی را در نظر خواهند گرفت.
پس از اینکه پایگاه ناسا به خوبی تأسیس شد و فضانوردان اصول بقا را آموختند، همه چیز جالب تر می شود. از آنجایی که ارسال لوازم حیات از زمین هزینه زیادی دارد، قرار است در مریخ کشاورزی شود. دیویس گفت: چنین مزرعه ای واقعاً خانه سبزی برای محافظت از گیاهان در برابر محیط چالش برانگیز سیاره مریخ خواهد بود. زیرا، خاک مریخ مانند خاک روی زمین نیست. بلکه این خاک فاقد مواد آلی شامل«مواد بیولوژیکی پوسیده مورد نیاز گیاهان» است. اما خوشبختانه، مواد معدنی مورد نیاز گیاهان را دارد. تیم او این خاک را سنگ سنگ می نامد. این خاک باید از برخی مواد سمی پاک شود و دانشمندان ناسا می توانند کار را انجام دهند.
خاک سم زدایی شده تنها چیزی نیست که فضانوردان برای پرورش گیاهان به آن نیاز دارند. آنها همچنین باید از آب قطب های یخی مریخ استفاده کنند. دیویس گفت: "بسیاری پیش بینی می کنند که اولین پایگاه انسانی در مجاورت این ذخایر یخی میلیارد ساله قرار گیرد تا انسان بتواند به راحتی حجم آبی را که برای حمایت از فعالیت های پرمصرف آبی مانند کشاورزی نیاز دارد را در اختیار داشته باشد." اما، هنوز هیچ صحبتی در مورد اینکه کدام قطب بهتر خواهد بود، یا اینکه تفاوتی وجود دارد یه نه، وجود ندارد.
از نقطه نظر نویسنده، در مبحث مزارع مریخی در آینده در برابر گلخانه های روی زمین، مردم رشد گیاهان را در روی زمین کنترل می کنند. در حالی که گیاهان برای رشد به فشار بیشتری نیاز دارند، گیاهان «نیازی ندارند تا در فشاری مانند زمین باشند. در واقع می‌توانیم گلخانه را با دی اکسید کربن که جزء اصلی جو مریخ است، تحت فشار قرار دهیم.» این یک برد دو طرفه هم برای دانشمندان و هم برای گیاهان است.همچنین، به جای اینکه فضانوردان مجبور به پوشیدن لباس های فضایی دست و پا گیر باشند، می توانند «فقط ماسک های اکسیژن سبک وزن» را در گلخانه ها روی سر بگذارند. نکته کلیدی این است که سیاره مجبور نیست به زمین دوم تبدیل شود.
ترجمه و تالیف: حدیثه سقاتپه
References:
https://astronomy.com
https://www.forbes.com