Liv på Mars? Vad man ska veta innan människor koloniserar den röda planeten

Den närmaste platsen i universum där utomjordiskt liv kan existera är Mars, och människor är redo att försöka kolonisera denna planetariska granne inom det närmaste decenniet. Innan det händer måste vi inse att det finns en mycket verklig möjlighet att de första mänskliga stegen på Mars-ytan kommer att leda till en kollision mellan det jordiska livet och biota som är infödda till Mars.

Om den röda planeten är steril, skulle en mänsklig närvaro inte skapa några moraliska eller etiska dilemma på den här fronten. Men om livet existerar på Mars, kan mänskliga upptäcktsresande lätt leda till utrotningen av det martianska livet. Som en astronom som utforskar dessa frågor i min bok Livet på Mars: Vad att veta innan vi går *, Jag hävdar att vi Earthlings behöver förstå detta scenario och debattera de möjliga resultaten av att kolonisera vår närliggande planet i förväg. Kanske uppdrag som skulle bära människor till Mars behöver en timeout.

Var livet kunde vara

Livet, forskare föreslår, har några grundläggande krav. Det kan finnas någonstans i universum som har flytande vatten, en källa till värme och energi och stora mängder av några väsentliga delar, som kol, väte, syre, kväve och kalium.

Mars kvalificerar, liksom minst två andra platser i vårt solsystem. Både Europa, en av Jupiters stora månar och Enceladus, en av Saturnus stora månar, verkar ha dessa förutsättningar för värd för inhemsk biologi.

Jag föreslår att hur forskare planerade utforskande uppdrag till dessa två månar ger en värdefull bakgrund när man överväger hur man utforskar Mars utan risk för förorening.

Se också: InSight Lander förbereder sig för hård nedstigning till Mars

Under deras tjocka ytskiktsklasser har både Europa och Enceladus globala oceaner där 4,5 miljarder år av churning av primordialsoppa kan ha gjort det möjligt för livet att utvecklas och rota. NASA rymdfarkoster har till och med avbildat spektakulära gejsrar som slänger ut vattenplommor ut i rymden från dessa underjordiska oceaner.

För att få reda på om endera månen har liv, utvecklar planetvetenskapliga forskare aktivt Europa Clipper-uppdraget för en 2020-lansering. De hoppas också planera framtida uppdrag som kommer att rikta sig mot Enceladus.

Ta hand om att inte förorena

Sedan rymdåldern började har forskare tagit hotet om biologisk förorening av andra världar på allvar. Så tidigt som 1959 höll NASA möten för att diskutera nödvändigheten av att sterilisera rymdfarkoster som kan skickas till andra världar. Sedan dess har alla planetariska prospekteringsuppdrag följt steriliseringsstandarder som balanserar sina vetenskapliga mål med begränsningar att inte skada känslig utrustning, vilket potentiellt kan leda till misslyckanden i missionsarbetet. Idag finns NASA-protokoll för skydd av alla solsystemkroppar, inklusive Mars.

Eftersom man undviker den biologiska föroreningen av Europa och Enceladus är ett extremt välförstått högprioriteringskrav för alla uppdrag i joviens och Saturniens miljöer, förblir deras måner oförorenade.

NASA: s Galileo-uppdrag utforskade Jupiter och dess månar från 1995 till 2003. Med tanke på Galileos bana fanns det möjlighet att rymdfarkosten, en gång utav raketdrivande och underkastad lustarna av gravitationskrafter från Jupiter och dess många månar, någonsin kunde krascha in och därmed förorena Europa.

En sådan kollision kan inte inträffa förrän många miljoner år från och med nu. Men trots att risken var liten var det också riktigt. NASA ägde stor uppmärksamhet åt vägledning från National Academies Committee on Planetary and Lunar Exploration, som noterade allvarliga nationella och internationella invändningar mot eventuell oavsiktlig bortskaffande av Galileo rymdfarkoster på Europa.

För att eliminera all sådan risk, den 21 september 2003, använde NASA den sista biten bränsle på rymdfarkosten för att skicka den till Jupiters atmosfär. Vid en hastighet av 30 miles per sekund förångas Galileo inom några sekunder.

Fjorton år senare upprepade NASA detta skydd mot månen scenariot. Cassini-uppdraget kretsade och studerade Saturnus och dess månar från 2004 till 2017. Den 15 september 2017, när bränslet hade gått låg, på instruktioner från NASA Cassinis operatörer drev avsiktligt rymdfarkosten in i Saturnus atmosfär, där den sönderdelades.

Men vad om Mars?

Mars är målet för sju aktiva uppdrag, inklusive två rovers, möjlighet och nyfikenhet. Dessutom är den 26 november NASAs InSight-uppdrag planerat att landa på Mars, där det kommer att göra mätningar av Mars interiörstruktur. Därefter, med planerade 2020-lanseringar, är både ESAs ExoMars-rover och NASAs Mars 2020-rover utformade för att söka efter bevis på livet på Mars.

Den goda nyheten är att robotrobotar utgör liten risk för förorening till Mars, eftersom alla rymdfarkoster som är avsedda att landa på Mars är föremål för strikta steriliseringsförfaranden före lanseringen. Detta har varit fallet sedan NASA införde "rigorösa steriliseringsförfaranden" för Viking Lander-kapslarna på 1970-talet, eftersom de direkt skulle kontakta martian-ytan. Dessa rovers har sannolikt ett extremt lågt antal mikrobiella stuvningar.

Någon terrestrisk biota som klarar av att hitch rider på utsidan av dessa rovers skulle ha en mycket svår tid att överleva halvårsresa från Jorden till Mars. Vakuumutrymmet i kombination med exponering för hårda röntgenstrålar, ultraviolett ljus och kosmiska strålar skulle nästan säkert sterilisera utsidan av någon rymdfarkost som skickades till Mars.

Eventuella bakterier som smekade rider inuti en av roversna kan komma fram till Mars vid liv. Men om någon flydde skulle den tunna martens atmosfären ge nästan inget skydd mot hög energi, steriliserande strålning från rymden. De bakterierna kommer sannolikt att dödas omedelbart.På grund av denna hårda miljö måste livet på Mars, om det existerar, nästan säkert dölja sig under planets yta. Eftersom ingen rovers har granskat grottor eller grävde djupa hål har vi ännu inte haft möjlighet att komma fram och till-borra med några möjliga martianmikrober.

Med tanke på att utforskningen av Mars hittills varit begränsad till obemannade fordon, är planeten sannolikt fri från terrestrisk förorening.

Men när jorden skickar astronauter till Mars, kommer de att resa med livsstöd och energiförsörjningssystem, livsmiljöer, 3D-skrivare, mat och verktyg. Inget av dessa material kan steriliseras på samma sätt som system förknippade med robot rymdfarkoster. Människokolonister kommer att producera avfall, försöka odla mat och använda maskiner för att extrahera vatten från marken och atmosfären. Bara genom att bo på Mars kommer mänskliga kolonister att förorena Mars.

Kan inte sätta tillbaka klockan efter förorening

Spaceforskare har utvecklat ett försiktigt tillvägagångssätt för robotutforskning av Mars och en hands-off attityd gentemot Europa och Enceladus. Varför är vi då kollektiva villiga att förbise risken för det martianska livet av mänsklig utforskning och kolonisering av den röda planeten?

Förorenande Mars är inte en oförutsedd följd. För ett kvartalet sedan hävdade ett nationellt forskningsråd med titeln "Biologisk förorening av Mars: Utfärdar och rekommendationer" att uppdrag som bär människor till Mars oundvikligen kommer att förorena jorden.

Jag anser att det är kritiskt att varje försök görs för att få bevis på något förflutet eller nutida liv på Mars i god tid före framtida uppdrag till Mars som inkluderar människor. Det vi upptäcker kan påverka vårt kollektiva beslut om huruvida vi ska överföra kolonister alls.

Se också: NASA Orbiter Spots en Speck of a Silent Mars Opportunity Rover

Även om vi ignorerar eller inte bryr oss om de risker som en mänsklig närvaro skulle innebära för det martianska livet, har frågan om att få det martianska livet tillbaka till jorden allvarliga samhälleliga, rättsliga och internationella konsekvenser som förtjänar diskussion innan det är för sent. Vilka risker kan det martianska livet utgöra för vår miljö eller vår hälsa? Och har något land eller en grupp rätt att riskera föroreningar om de Mars-livsformer skulle kunna attackera DNA-molekylen och därigenom riskera hela livet på jorden?

Men spelare både offentliga - NASA, Förenade Arabemiraten Mars 2117-projektet - och privat - SpaceX, Mars One, Blue Origin - planerar redan att transportera kolonister för att bygga städer på Mars. Och dessa uppdrag kommer att förorena Mars.

Vissa forskare tror att de redan har upptäckt starka bevis för livet på Mars, både tidigare och nuvarande. Om livet redan existerar på Mars, tillhör Mars för närvarande åtminstone Martiansna. Mars är deras planet, och det marsiska livet skulle hotas av en mänsklig närvaro där.

Har mänskligheten en oförsvarlig rätt att kolonisera Mars helt enkelt för att vi snart kommer att kunna göra det? Vi har tekniken att använda robotar för att avgöra om Mars är bebodd. Begär etik att vi använder dessa verktyg för att definitivt svara om Mars är bebodd eller steril innan vi lägger mänskliga fotavtryck på Mars-ytan?

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation av David Weintraub. Läs den ursprungliga artikeln här.