Trong một thời gian dài, ý tưởng tìm kiếm sự sống ở các thế giới khác chỉ là một giấc mơ khoa học viễn tưởng. Nhưng trong thời hiện đại của chúng ta, việc tìm kiếm sự sống đang nhanh chóng trở thành một nỗ lực thiết thực. Bây giờ, một số bộ óc tại NASA đang hướng tới việc tìm kiếm sự sống ở các thế giới khác và tìm ra cách tìm kiếm hiệu quả và hiệu quả hơn. Cách tiếp cận của họ tập trung vào hai điều: vệ tinh nano và vi lỏng.
Sự sống là hiển nhiên trên Trái đất. Nhưng đó là một câu chuyện khác cho các thế giới khác trong Hệ mặt trời của chúng ta. Sao Hỏa là mục tiêu chính của chúng tôi ngay bây giờ, với công việc mà MSL Curiosity đang làm. Nhưng Curiosity đang điều tra Sao Hỏa để tìm hiểu xem điều kiện trên hành tinh đó có thuận lợi cho sự sống hay không. Một khả năng thú vị hơn là tìm thấy sự sống còn tồn tại ở một thế giới khác: đó là cuộc sống tồn tại ngay bây giờ.
Tại Hội thảo Tầm nhìn Khoa học Hành tinh 2050, các chuyên gia về Khoa học Hành tinh và các ngành liên quan đã tập hợp để trình bày ý tưởng về 50 năm khám phá tiếp theo trong Hệ Mặt trời. Một nhóm do Richard Quinn dẫn đầu tại Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA (ARC) đã trình bày ý tưởng của họ về việc tìm kiếm sự sống còn tồn tại trong vài thập kỷ tới.
Công việc của họ dựa trên cuộc khảo sát thập phân về Tầm nhìn và Hành trình cho Khoa học Hành tinh trong Thập kỷ 2013-2022. Nguồn đó xác nhận những gì hầu hết chúng ta đã biết: rằng việc tìm kiếm sự sống của chúng ta nên tập trung vào Sao Hỏa và cái gọi là Thế giới Đại dương của Hệ mặt trời như Enceladus và Europa. Câu hỏi là, tìm kiếm đó sẽ như thế nào?
Quinn và nhóm của anh ấy đã phác thảo hai công nghệ mà chúng tôi có thể tập trung tìm kiếm xung quanh.
Một vệ tinh nano được phân loại là một cái gì đó có khối lượng từ 1-10 kg. Họ cung cấp một số lợi thế so với thiết kế lớn hơn.
Thứ nhất, khối lượng nhỏ của chúng giữ cho chi phí ra mắt chúng rất thấp. Trong nhiều trường hợp, nanosatellites có thể được hỗ trợ khi khởi động một trọng tải lớn hơn, chỉ để sử dụng hết công suất vượt mức. Nanosatellites có thể được chế tạo với giá rẻ, và nhiều trong số chúng có thể được thiết kế và xây dựng giống nhau. Điều này sẽ cho phép một đội tàu nano được gửi đến cùng một đích.
Hầu hết các cuộc thảo luận xung quanh việc tìm kiếm các trung tâm cuộc sống xung quanh các tàu lớn hoặc tàu đổ bộ hạ cánh ở một địa điểm và có khả năng di chuyển hạn chế. Các rovers sao Hỏa đang làm rất tốt, nhưng họ chỉ có thể điều tra các địa điểm rất cụ thể. Theo một cách nào đó, điều này tạo ra một loại lỗi lấy mẫu. Thật khó để khái quát về các điều kiện cho cuộc sống ở các thế giới khác khi chúng ta chỉ lấy mẫu một số ít địa điểm.
Trên trái đất, sự sống ở khắp mọi nơi. Nhưng Trái đất cũng là ngôi nhà của những kẻ cực đoan, những sinh vật chỉ tồn tại ở những địa điểm cực kỳ khó tiếp cận. Hãy nghĩ về các lỗ thông hơi nhiệt dưới đáy đại dương, hoặc các hang động tối sâu. Nếu đó là loại sự sống tồn tại trên các thế giới mục tiêu trong Hệ Mặt trời của chúng ta, thì có một khả năng mạnh mẽ là chúng ta sẽ cần phải lấy mẫu nhiều địa điểm trước khi chúng ta tìm thấy chúng. Đó là một cái gì đó vượt quá khả năng của các rovers của chúng tôi. Nanosatellites có thể là một phần của giải pháp. Một hạm đội của họ đang điều tra một thế giới như Enceladus hoặc Europa có thể tăng tốc tìm kiếm cuộc sống còn tồn tại của chúng tôi.
NASA đã thiết kế và chế tạo các vật liệu nano để thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau, như thực hiện các thí nghiệm sinh học và thử nghiệm các công nghệ truyền thông và động cơ tiên tiến. Năm 2010, họ đã triển khai thành công vệ tinh nano từ một vệ tinh lớn hơn. Nếu bạn mở rộng ý tưởng đó, bạn có thể thấy một đội tàu nano nhỏ có thể được triển khai ở một thế giới khác như thế nào, sau khi đến đó trên một tàu lớn hơn.
Microfluidics liên quan đến các hệ thống thao tác với lượng chất lỏng rất nhỏ, thường ở quy mô dưới milimet. Ý tưởng là xây dựng các vi mạch xử lý các cỡ mẫu rất nhỏ và thử nghiệm chúng tại chỗ. NASA đã thực hiện công việc với microfluidics để cố gắng phát triển các cách theo dõi sức khỏe của các phi hành gia trên các chuyến du hành vũ trụ dài, nơi không có quyền truy cập vào phòng thí nghiệm. Chip Microfluidic có thể được sản xuất chỉ có một hoặc hai chức năng và chỉ tạo ra một hoặc hai kết quả.
Về mặt tìm kiếm sự sống còn tồn tại trong Hệ mặt trời của chúng ta, microfluidics là một sự phù hợp tự nhiên với nanosatellites. Thay thế khả năng chẩn đoán y tế của chip vi lỏng bằng chẩn đoán dấu ấn sinh học và bạn có một thiết bị nhỏ có thể gắn trên vệ tinh nhỏ. Vì các chip vi lỏng hoạt động có thể nhỏ như các bộ vi xử lý, nhiều bội số của chúng có thể được gắn kết.
Những hạn chế về kỹ thuật chắc chắn sẽ hạn chế các nhiệm vụ robot tìm kiếm bằng chứng về sự sống trong một vài thí nghiệm được chọn. - Richard.C.Quinn, et. al.
Khi kết hợp với nanosatellites, microfluidics cung cấp khả năng của một vài thử nghiệm tương tự cho sự sống được lặp đi lặp lại ở nhiều vị trí. Điều này rõ ràng là rất hấp dẫn khi tìm kiếm sự sống. Nhóm nghiên cứu ý tưởng nhấn mạnh rằng phương pháp của họ sẽ liên quan đến việc tìm kiếm các khối xây dựng đơn giản, các phân tử sinh học phức tạp liên quan đến sinh hóa cơ bản và cả các cấu trúc mà sự sống của tế bào cần có để tồn tại. Thực hiện các thử nghiệm này ở nhiều địa điểm sẽ là một lợi ích trong tìm kiếm.
Một số công nghệ tìm kiếm microfluidic cho sự sống đã được phát triển. Nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng một vài trong số họ đã có những cuộc biểu tình thành công trong các nhiệm vụ trọng lực vi mô như GeneSat, PharmaSat và SporeSat.
Sự kết hợp của các hệ thống vi lỏng với các cảm biến hóa học và sinh hóa và các mảng cảm biến cung cấp một số phương pháp hứa hẹn nhất để phát hiện sự sống còn tồn tại bằng cách sử dụng các nền tảng tải trọng nhỏ. - Richard.C.Quinn, et. al.
Chúng tôi cách xa một nhiệm vụ đến Europa hoặc Enceladus. Nhưng bài báo này là về tầm nhìn tương lai của việc tìm kiếm sự sống còn tồn tại. Nó không bao giờ quá sớm để bắt đầu nghĩ về điều đó.
Có một số trở ngại rõ ràng khi sử dụng nanosatellites để tìm kiếm sự sống trên Enceladus hoặc Europa. Những thế giới đó bị đóng băng, và nó vùi lấp các đại dương dưới những tảng băng dày mà chúng ta cần điều tra. Bằng cách nào đó, các nanosatellites nhỏ bé của chúng ta sẽ cần phải vượt qua lớp băng đó.
Ngoài ra, các nanosatellites chúng ta có bây giờ chỉ là: vệ tinh. Chúng được thiết kế để đi vào quỹ đạo xung quanh cơ thể. Làm thế nào họ có thể biến thành những nhà thám hiểm chìm nhỏ, đi biển?
Không có nghi ngờ gì về việc ai đó, ở đâu đó tại NASA, đã nghĩ về điều đó.
Tầm nhìn bao quát của một đội tàu thủ công nhỏ, mỗi chiếc có khả năng lặp lại các thí nghiệm cơ bản tìm kiếm sự sống ở nhiều địa điểm, là một điều hợp lý. Đối với cách nó thực sự bật ra, chúng tôi sẽ phải chờ xem.
