Tadeusz Kwiatkowski: Możliwe daleko stąd

05.11.2020

MERKURY

Merkury z perspektywy sondy Messenger

Ruch obiegowy oraz okres rotacji spowolniony oddziaływaniem grawitacyjnym Słońca sprawiają, iż doba na Merkurym trwa dwa razy dłużej niż merkuriański rok, czyli nasłoneczniona część powierzchni smaży się w temperaturze ponad 400°C przez 176 ziemskich dni, podczas gdy zacienioną półkulę skuwa ziąb średnio – 160°C. Prócz tego regularnie wydmuchiwana wiatrem słonecznym śladowa atmosfera generuje znikome ciśnienie. W tych warunkach istnienie wody w stanie ciekłym zdaje się niepodobieństwem. Mimo to w wiecznie zacienionych kraterach wykryto znaczące ilości czegoś, co prawdopodobnie jest lodem wodnym. Wśród sublimujących związków są również organiczne, zatem nawet przy tak ekstremalnych w porównaniu z ziemskimi parametrach środowiskowych, natura wytwarza składniki mogące w sprzyjających warunkach stanowić zaczyn życia. Nie oznacza to, iż na Merkurym kiedykolwiek w przeszłości występowało życie, ani że jest tam teraz.

Rzecz w tym, jak dane zgromadzone przez zespół misji Messenger można zestawić z wynikami badań biologów badających ziemskie ekstremofile. Z tych ostatnich wynika bowiem, iż trudno znaleźć na Ziemi miejsce, w którym życie nie występuje, także w arktycznym lodzie, gdzie znaleziono mikroorganizmy tworzące wokół siebie wodne pęcherzyki, odgrywające rolę maleńkich akwariów. Oczywiście pokryty izolacyjną warstwą pyłu lód wodny w temperaturze merkuriańskiej nocy przypomina raczej kilkumetrowe pryzmy betonu, niż półprzejrzyste bryły ziemskiego odpowiednika i wedle naszej obecnej wiedzy trudno oczekiwać, by jakikolwiek organizm był w stanie wygenerować dostateczne ilości energii, zdolnej podtrzymać płyną otoczkę wodną. Nie zmienia to faktu, że ziemskie kriofile radzą sobie również bez dostępu do światła. Istnieją zatem przesłanki do rozważań na temat możliwości istnienia habitatów wypełniających wąskie luki przestrzeni na granicach stref wysokich i niskich temperatur, gdzie życie mogłoby znaleźć wystarczająco pojemną niszę.

Warto dodać, iż Merkury nie jest geologicznie martwy, zatem potencjalnym źródłem energii dla procesów biologicznych mogłoby być również ciepło wciąż gorącego jądra. Na Ziemi odkryto życie wiele kilometrów pod powierzchnią, przy czym wyeliminowano możliwość zanieczyszczenia próbek organizmami zawleczonymi z zewnątrz.

W tej chwili w drodze do Merkurego jest sonda BepiColombo, wspólne dzieło ESAJAXA. Jeżeli za pięć lat planowo osiągnie cel, to z pomocą dwóch orbiterów rozpocznie szczegółowe mapowanie powierzchni oraz zbada magnetosferę planety. Te pozornie odległe od bezpośredniego poszukiwania życia przedsięwzięcia, mogą w dalszej perspektywie dostarczyć cennych informacji umożliwiających planowanie kolejnych wypraw, zdolnych odkryć m.in. sekrety merkuriańskich kraterów.

WENUS

Powierzchnia Wenus na ujęciu z lądownika radzieckiej Wenery 13

Do niedawna Wenus wydawała się ostatnim miejscem w Układzie Słonecznym, gdzie można by się spodziewać obecności potencjalnych biomarkerów. Co ciekawe, jeszcze w latach pięćdziesiątych ubiegłego stulecia spekulowano na temat oceanów i dżungli skrywanych pod gęstą zasłoną wenusjańskiej atmosfery. Seria amerykańskich wypraw programu Mariner i radzieckich Wenera ostatecznie rozwiały tamte nadzieje, dostarczając jednocześnie wielu cennych informacji, które istotnie wzbogaciły naszą wiedzę o bliźniaczce Ziemi.

Postęp w rozumieniu procesów kształtujących oblicze Wenus doprowadził do ponownej weryfikacji teorii dotyczących jej przeszłości i temat wody występującej kiedyś na powierzchni powrócił w nowym ujęciu. Możliwe, iż jeszcze 700 milionów lat temu Wenus faktycznie mogła podtrzymać rozwój życia w warunkach przypominających ziemską biosferę.

W górnych warstwach grubej na prawie 250 km atmosfery szaleją huragany z prędkościami dochodzącymi do 400 km/h. Przy powierzchni jest już spokojniej, jednak temperatura osiąga tam blisko 500°C, zaś ciśnienie wywiera nacisk ponad 90 kg na cm². Obrazu piekła dopełniają wulkaniczne łańcuchy górskie ze zboczami pokrytymi białymi warstwami bizmutowych i ołowiowych płatków, przywodzącymi skojarzenia ze śniegiem. Częstym zjawiskiem są deszcze kwasu siarkowego przechodzące na dużych wysokościach w chmury przecinane rozchodzącymi się poziomo wyładowaniami. Wątpliwe, aby takie środowisko mogło pozostawać siedliskiem życia.

Ostatnio naukowcy korzystający z hawajskiego obserwatorium JCMT (James Clerk Maxwell Telescope) wykryli w atmosferze Wenus obecność sporych ilości fosforowodoru. Wynik został potwierdzony przez zespół z ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Na razie nikt nie potrafi przedstawić teorii na temat procesu powstawania wenusjańskiej fosfiny. Związek występuje w atmosferach gazowych gigantów, jednak na Ziemi naturalna fosfina jest głównie produktem działalności beztlenowców. Pozostaje zagadką, skąd się biorą obserwowane ilości fosforowodoru kilkadziesiąt kilometrów ponad powierzchnią Wenus, gdzie temperatura i ciśnienie mieszczą się w zakresach teoretycznie umożliwiających rozwój życia. Co istotne, fosfina w obecności kwasu siarkowego ulega szybkiemu rozkładowi, zatem mechanizm jej uzupełniania musi mieć charakter ciągły. Pytanie, na które nie znamy odpowiedzi brzmi: czy jest możliwe istnienie acydofilów tolerujących tak wysokie stężenie kwasu siarkowego, jak to występujące w wenusjańskich chmurach?

KSIĘŻYC

Moment zjazdu chińskiego łazika lunarnego Yutu-2 z rampy lądownika, stanowiących część instrumentarium misji Chang’e-4

Ponownie woda pod postacią lodu wypełniającego szczeliny skalne, ukrytego pod warstwami regolitu i w zacienionych częściach kraterów, tym razem na nasłonecznionej części Księżyca.

Względna bliskość naszego naturalnego satelity czyni go pierwszoplanowym miejscem testowania wszelkich technologii, które można będzie w przyszłości wykorzystać w wyprawach do odleglejszych zakątków Układu Słonecznego.

Podobnie jak Mars, Księżyc skrywa podpowierzchniową sieć jaskiń wydrążonych kiedyś przez lawę. Zapewne minie jeszcze sporo czasu, nim będziemy w stanie spenetrować tak trudno dostępne zakamarki, jednak to, co jeszcze poza zasięgiem urządzeń sterowanych zdalnie, być może okaże się możliwe do osiągnięcia w ramach misji załogowych.

W roku 2011 ESA rozpoczęła wdrażanie programu CAVES (Cooperative Adventure for Valuing and Exercising human behaviour and performance Skills), przeznaczonego dla astronautów należących do różnych agencji kosmicznych, którego celem jest szkolenie w zakresie praktycznych umiejętności eksploracji jaskiń. Do tej pory przeprowadzono sześć cykli treningowych dla w sumie 34 uczestników.

Jeżeli NASA we współpracy z ESA i przedstawicielami sektora prywatnego zdołają zrealizować plany załogowego programu Artemis, to być może badanie jaskiń księżycowych będzie możliwe w ciągu najbliższych kilku lat.

Na razie Chiny dowiodły, iż pod względem technologicznym są równoprawnym partnerem dotychczasowych liderów badań kosmicznych. Sukcesy misji Chang’e-3 i kolejnej zaowocowały ambitnym projektem Chang’e-5, mającej wystartować pod koniec listopada bieżącego roku. Tym razem głównym zadaniem będzie zebranie dwukilogramowego pakietu próbek regolitu i sprowadzenie ich na Ziemię.

MARS

Selfie wykonane przez łazik Curiosity dzięki złożeniu kilkudziesięciu zdjęć obejmujących dookolną panoramę

Radarowa technika wyszukiwania ziemskich złóż wód podpowierzchniowych okazała się przydatna również w badaniach Marsa. Na biegunie południowym, około 1,5 km pod pokrywą lodowo-pyłową, znaleziono zbiornik wodny o głębokości co najmniej metra. Ponowne analizy pomiarów wykonanych przez należącą do ESA sondę Mars Express ujawniły istnienie kolejnych rezerwuarów zajmujących powierzchnię 75 tys. km².

Należy podkreślić, że mowa o wysoko stężonej solance z domieszką sodu oraz soli magnezu i wapnia, co oczywiście jest okolicznością niesprzyjającą podtrzymywaniu potencjalnego życia. Z drugiej strony, wokół ziemskich kominów hydrotermalnych istnieją bogate ekosystemy, pomimo iż przegrzana pod ogromnym ciśnieniem woda może osiągać nawet 400°C, a dodatkowo jest mocno wysycona silnie toksycznymi mieszankami, w których skład wchodzą m.in. metan, siarkowodór i związki metali ciężkich.

Znaczące ilości wody w stanie płynnym to bardzo poważna przesłanka, przemawiająca za intensyfikacją poszukiwań marsjańskiego życia lub jego śladów z przeszłości, ale nie jedyna.

Kwestią otwartą pozostaje obecność metanu w atmosferze Czerwonej Planety. Odczyty instrumentów pokładowych Curiosity wskazujące na okresowe wzrosty stężenia tego gazu, nie mogą być uznane za rozstrzygające. Po pierwsze, aparatura łazika nie była projektowana z myślą o precyzyjnym wykrywaniu biomarkerów. Po drugie, nawet jeżeli uznać odczyty pokładowe Curiosity za prawidłowe, to w żaden sposób nie rozstrzygają one o ewentualnym pochodzeniu marsjańskiego metanu. Tak czy inaczej, wiemy na pewno, że na Marsie istnieją olbrzymie jaskinie lawowe, co sugeruje obecność rozległej sieci podziemnych tuneli, a te z kolei mogłyby stanowić dobre schronienie dla mikroorganizmów migrujących z powierzchni bombardowanej promieniowaniem UV.

Podobne teorie wymagają dalszych badań i ich wielostopniowej weryfikacji, jednak już teraz można stwierdzić, iż Mars pozostaje obiecującym kandydatem jako miejsce poszukiwań pozaziemskiego życia.

Obecnie w kierunku Marsa zdążają trzy misje: Zjednoczonych Emiratów Arabskich (Al Amal), chińska (Tianwen-1) i amerykańska (Mars 2020). Prócz tego, wokół planety orbitują sondy sześciu nadal aktywnych misji: Mars Odyssey (NASA), Mars Express (ESA), Mars Reconnaissance Orbiter(NASA), Mangalyaan (ISRO), MAVEN (NASA) i ExoMars Trace Gas Orbiter (ESA/Roskosmos). Powierzchnię eksplorują łazik Curiosity i lądownik InSight. Oba urządzenia należą do NASA — w budowę lądownika zaangażowane były również francuska CNES i niemiecka DLR, oraz z polskiej strony Centrum Badań Kosmicznych PAN i Astronika.

DALEJ

Jowisz w obiektywie sondy Juno

Misje Galileo, Cassini-HuygensJuno należy uznać za szczytowe osiągnięcia techniczne i logistyczne badań głębokiej przestrzeni. Informacje zebrane dzięki tym przedsięwzięciom przeniosły badania Układu Słonecznego na nieosiągalny wcześniej poziom, bezsprzecznie otwierając nowy rozdział w historii astronomii.

Wiemy, że woda we wszystkich postaciach, w tym ciekłej, występuje obficie w niemal całym Układzie Słonecznym, również na setkach tysięcy planetoid krążących od miliardów lat pomiędzy planetami. Na przestrzeni eonów dochodziło do niezliczonych małych i wielkich kolizji, wyrzutów milionów ton materiału wyrywanego uderzeniami z powierzchni obiektów skalistych, mieszania materii w chemicznym międzyplanetarnym tyglu. Przynajmniej raz kosmiczny eksperyment doprowadził do lokalnej eksplozji życia. Poznając ewolucję wiedzy o siłach kształtujących Ziemię i inne ciała niebieskie, w naturalny sposób dochodzimy do punktu, w którym pojawia się pytanie o nasze miejsce w świecie.

Ziemia wraz z całym układowym bogactwem i różnorodnością jest jedynie maleńkim pyłkiem, unoszonym w oceanie gwiazd przepastnej galaktycznej kołyski. Warto czasem spojrzeć w nocne niebo, by uświadomić sobie efemerydę własnego istnienia i jednocześnie wielki przywilej możliwości życia w czasach, gdy nauka pozwala weryfikować teorie dotyczące istoty człowieczeństwa. Nie żyjemy wszak w oderwaniu od odwiecznego cyklu molekularnej przemiany, a dosłownie pochodzimy z gwiazd, bo to one rozsiewały wszelki budulec umożliwiający nasze istnienie.

Powierzchnia Tytana uwieczniona przez aparat próbnika misji Cassini-Huygens

Powrót na Księżyc i marzenie o podróży na Marsa, wydają się obecnie wyznaczać absolutny horyzont naszych możliwości. Załogowe wyjście poza orbitę Czerwonej Planety wymagałoby technologii, jakie jeszcze długo pozostaną poza naszym zasięgiem. Nie oznacza to, iż nie warto śnić o wyprawach w nieznane. Pamiętajmy, niewiele ponad sto lat temu niektórzy pukali się w czoło, słysząc o pomyśle lotów samolotami. Dziś próbujemy sięgnąć znacznie dalej.

Misje teleskopów Hubble’aKeplera oraz sond badających rozkład promieniowania reliktowego COBEWMAP, zrewidowały wiele z naszych założeń, otwierając nam oczy na rzeczywistość wykraczającą poza najśmielsze przewidywania. Plany kolejnych bezzałogowych wypraw do księżyców Jowisza i Saturna mają w świetle dotychczasowych osiągnięć duże szanse powodzenia. Dobiegają też końca mocno przeciągnięte w czasie prace nad ostatecznym przygotowaniem wysłania na orbitę Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.

Umiemy odkrywać układy planetarne wokół innych gwiazd i badać skład atmosfer tworzących je planet. Dokonaliśmy nawet tak niewiarygodnej rzeczy, jak pobranie próbek z niewielkiej planetoidy (misja OSIRIS-REx). Potrafimy już tak wiele i tak wiele możemy się jeszcze dowiedzieć. Szkoda byłoby zaprzepaścić taką szansę.

Zwracając wzrok z powrotem ku Ziemi, wypada zacytować słowa Carla Sagana:

Nasza planeta to tylko samotna plamka w bezmiarze otaczających ją kosmicznych ciemności. Ta jej znikomość w obliczu bezkresnej przestrzeni nie pozostawia żadnej nadziei, że nadejdzie skądś pomoc, by obronić nas przed nami samymi.

Błękitna kropka. Człowiek i jego przyszłość w kosmosie

Zapewne, aby nadać głębszy sens przyszłym kosmicznym peregrynacjom, musimy najpierw nauczyć się cenić życie własne i wszystkiego, co żywe wokół nas, żebyśmy nie musieli się więcej wstydzić. Każdy nierozwiązany problem zabierzemy ze sobą, a kosmos pozostanie głuchy na nasze skargi.

Literatura:

Tullis C. Onstott, Podziemne życie. W poszukiwaniu ukrytej biosfery Ziemi, Marsa i innych planet, Prószyński i S-ka, Warszawa 2018

avatar

Tadeusz Kwiatkowski

Pedagog, publicysta

Rocznik 1977. Absolwent Akademii Pedagogicznej w Krakowie. Jednostka głęboko aspołeczna. Przejawia objawy organicznego uczulenia na polski patriotyzm, pojmowany jako przekonanie o nadrzędnej roli Polski w historii, oraz tzw. polskiej racji stanu w stosunku do interesów Europy w dobie postępujących procesów globalizacji. Z przekonania i zamiłowania antyklerykał. Na razie, od blisko dwudziestu lat szczęśliwy mąż, od kilku również ojciec; od ponad dekady aktywny entuzjasta biegów długodystansowych.

Print Friendly, PDF & Email

WP Twitter Auto Publish Powered By : XYZScripts.com