در هفته جهانی فضا در گفتگو با کارشناسان، امکان حیات‌پذیری مریخ و چالش‌های سفر فضانوردان به این سیاره را بررسی کرده‌ایم.
وجود دلتا‌های خشک شده در مریخ دلیل محکمی است تا پژوهشگران احتمال بیشتری برای وجود آب در این سیاره بدهند و همین امر احتمال زیست‌پذیری مریخ را بیشتر می‌کند؛ امروزه دانشمندان راهکار‌های ابتکاری جالب توجه و بلندپروازانه‌ای برای استخراج اکسیژن و آب به منظور زیست‌پذیرسازی این سیاره ارائه می‌کنند. اما آیا واقعا بشر می‌تواند روزی زمین آبی و خاکی را رها کند و برای سکونت راهی سیاره سرخ شود؟
سفر‌های میان‌ستاره‌ای، کشف موجودات فرازمینی و زندگی در سیاره‌های دیگر همواره از موضوع‌های مورد علاقه سناریونویس‌ها و نویسندگان داستان‌های علمی تخیلی بوده است. اما یافتن پاسخ این پرسش که آیا سیاره ما تنها جایی در عالم است که قابلیت پناه به حیات را دارد یا نه، از اصلی‌ترین پرسش‌های دانشمندان به‌ویژه اخترزیست‌شناسان است. اهمیت پاسخ به این سوال بنیادی آنقدر بالاست که سازمان‌های بزرگ فضایی جهان در آسیا و آمریکا و اروپا پروژه‌های عظیمی را برای کشف رد پایی از حیات در سیاره سرخ راه‌اندازی کرده‌اند و راهبری می‌کنند.
در این میان کتاب «مقدمه‌ای بر اختر زیست‌شناسی» نوشته جمعی از اختر‌فیزیکدانان به سرپرستی پروفسور دیوید روثری بر اساس شواهد علمی و یافته‌های اخیر دانشمندان به موضوع حیات فرازمینی پرداخته است. در این اثر آمده است که «محیط‌های غیر آبکی و مکان‌های بر پایه متان هم می‌توانند دارای حیات باشند؛ یا حتی در محیط آرسنیک هم میتوان به یافتن حیات امیدوار بود.» گفتنی است این اثر از سوی دکتر فریدالدین آرائی‌نژاد؛ متخصص علوم آزمایشگاهی که فعالیت‌های پژوهشی در شاخه اخترزیست‌شناسی هم دارد، سال گذشته ترجمه و راهی بازار کتاب شد.
خبرنگار ما با محوریت زیست‌پذیری مریخ و بررسی شرایط اقلیمی این سیاره، با حضور این مولف و مترجم و همچنین مهرناز ذبایحی و غزل نصرت‌زاد که همکاری پژوهشی و تالیفی در حوزه اخترزیست‌شناسی دارند، به بررسی آخرین یافته‌ها پرداخته است.
روایت دیگری از حیات
آرائی‌نژاد با اشاره به اساس شکل‌گیری یک موجود زنده معتقد است طبق تعریف استاندارد از سامانه حیات، موجود زنده به سیستمی اطلاق می‌شود که خود پایدار و تکثیر شونده باشد و از اصول فرگشت پیروی کند. بر مبنای قوانین ترمودینامیک، در یک سیستم بسته، مولکول‌ها به سمت حداکثر بی‌نظمی پیش می‌روند. حال هر سامانه‌ای که بر خلاف این قانون عمل کند و از بی‌نظمی به سمت یک روال منظم برود و بتواند کنار هم جمع شود، پایه شکل‌گیری یک موجود زنده را فراهم آورده است. وی در خصوص احتمال وجود حیات در مریخ معتقد است: «با کشف موجودات اکسترموفیل (سختی‌دوست‌ها) در محیط‌های بسیار داغ و رادیواکتیویته در سیاره زمین، دانشمندان به این نتیجه رسیده‌اند که شاید امکان حیات در مریخ هم وجود داشته باشد؛ در واقع با توجه به شرایط امروز و دانش ما از گذشته مریخ، امکان دارد حیات به سبک و سیاق همان سیستم زنده که پیشتر اشاره شد، وجود داشته باشد. امیدواریم که با تحقیقات بیشتر و جستجو در زیر سطح مریخ بتوانیم ردپایی از حیات چه در گذشته و چه در حال حاضر را پیدا کنیم.»
در ادامه این میزگرد مجازی ذبایحی می‌گوید: «با توجه به این‌که می‌دانیم مریخ از نظر طول سال و شبانه روز، انحراف مداری و فصل‌ها تا حدودی شبیه به زمین است، اما با مطالعات انجام شده دریافته‌ایم که برخلاف زمین، سیاره مریخ دارای جو بسیار رقیق با ترکیبات نامناسب است و از طرفی میدان مغناطیسی ضعیفی دارد.
همه این‌ها ممکن است حیات را برای بشر غیرممکن کند؛ اما با توجه به مباحث یاد شده، حیات را نباید این‌گونه که در زمین می‌شناسیم برای سیاره‌های دیگر تعریف کنیم. زیرا امکان دارد مولکول‌های سازنده یک موجود زنده در سیاره‌ای به شکل کاملا متفاوتی وجود داشته باشد.
در ادامه نصرت زاد در این باره معتقد است: «مریخ نخستین سیاره‌ای بوده است که تاکنون دانشمندان تحقیقات بیشتری در زمینه جستجوی حیات در آن انجام داده‌اند؛ زیرا این سیاره در کمربند حیات در منظومه شمسی قرار دارد و احتمال این‌که آب داشته باشند یا آب را در خود نگه دارد زیاد است.»
وی درباره دیگر آثار یافت شده که دانشمندان را بر سر یافتن حیات در مریخ جدی‌تر کرده است، می‌گوید: «آثار دیگری که مربوط به یافته‌های زمین‌شناسی مریخ می‌شود نظیر وجود دلتا‌های خشک شده باعث شد پژوهشگران و کاوشگران احتمال بیشتری نسبت به وجود آب در مریخ بدهند. به همین دلیل می‌توانیم انتظار حیات در مریخ را داشته باشیم، اما نه بر پایه کربن.»
گذشته‌ای که دانشمندان را مردد می‌کند
آرائی‌نژاد با یادآوری این نکته که روزگاری مریخ دارای جو متراکمی بوده است و شاید این امر، احتمال وجود حیات در گذشته مریخ را قوی‌تر کند، می‌گوید: «مریخ در گذشته جو متراکمی داشته و بنا به دلایلی که هنوز به روشنی مشخص نیست، این جو به تدریج از بین رفته است. یکی از دلایلی که در کتاب «مقدمه‌ای بر اخترزیست‌شناسی» هم ذکر شده است، فوران آتشفشان‌های بسیار شدیدی بوده است که به تدریج منجر به ازبین رفتن جو مریخ شده است.» به گفته مترجم این کتاب، فوران‌های بسیار شدیدی که ارتفاع آن به چند کیلومتر می‌رسید باعث شد جو مریخ به تدریج از بین برود.
وی با اشاره به تفاوت مهم جو زمین و مریخ می‌گوید: «سپر محافظتی ون‌آلن در جو زمین مانع عبور پرتو‌های کیهانی و تشعشعات مضر به این سیاره می‌شود؛ همچنین جو بسیار ضخیم کره زمین مانع از رسیدن این ذرات به سطح آن می‌شود؛ اما در مریخ چنین سامانه‌ای وجود ندارد و نداشتن سپر محافظتی در این سیاره باعث شده است که محیط سطحی آن برای حیات از نوعی که ما می‌شناسیم نامناسب شود.»
کلونی‌های انسانی روی سطح مریخ عقلانی نیست
این نویسنده معتقد است با فناوری‌های جدید هم میتوان آب را برای کلونی‌های هزار نفره انسان در مریخ فراهم کرد. وی با اشاره به ساخت کلونی‌های انسانی روی سطح مریخ معتقد است؛ در این زمینه دو نکته وجود دارد. ابتدا به دلیل پرتو‌های کیهانی و پرتو‌های مضر در واقع عملا استقرار کلونی‌های انسانی روی سطح مریخ چندان عقلانی نیست. از طرفی هم ما جو متراکمی همچون جو زمین در مریخ نداریم که بتواند مانند سپری در برابر نفوذ شهاب‌سنگ‌های متعدد عمل کند.
به همین دلیل از آنجا که بارش‌های شهابی در سیاره سرخ بسیار زیاد است، این موضوع امنیت سکونتگاههای انسانی در سطح مریخ را به خطر می اندازد. از آنجا که مدار مریخ به کمربند اصلی سیارک‌ها نزدیک است، همین امر احتمال برخورد هر لحظه شهاب‌سنگ‌ها را با سطح این سیاره موجب می‌شود؛ به همین دلیل باید ساخت محفظه‌های بزرگ شیشه‌ای در سطح سیاره سرخ را فراموش کنیم.
علاوه بر آب و بارش‌های شهابی متعدد در مریخ، گرانش پایین و سازگاری بدن انسان در این محفظه‌ها و مسافت طولانی هفت ماهه در سفر به مریخ موضوع و دغدغه ذهنی امروز دانشمندان است، ذبایحی با اشاره به کارکرد ایستگاه فضایی بین‌المللی درباره سکونتگاههای انسانی در فضا می‌گوید: «یکی از سکونت‌گاه‌هایی که در واقع می‌توانیم با اشاره به آن شرایط زیست انسان در فضا را تشریح کنیم، ایستگاه بین‌المللی فضایی است که گام نخست سکونت انسان در فضا بود. اما برای زیست ماندگار در مریخ باید یک سیستم کامل‌تر از سیستم فضایی را در نظر گرفت که یا زیر سطح مریخ باشد یا نوعی فناوری را به‌کار برده باشد که از تابش اشعه مضر خورشید و بارش‌های شهابی جلوگیری کند. باید این گونه نگاه کرد که روزگاری ایستگاه فضایی بین‌المللی هم یک آرزوی دور به نظر می‌رسید.
در واقع بزرگ‌ترین تفاوتی که سکونت در ایستگاه فضایی با سیاره مریخ دارد، فاصله زمانی است که باید تا رسیدن به این سیاره طی شود.» به گفته وی، هر آنچه که در ایستگاه فضایی بین‌المللی از کشاورزی، تولید انرژی و آب انجام دادیم، باید در مریخ هم انجام دهیم. کوچ انسان به مریخ خیلی دور نیست و شاید در قرن آینده این اتفاق بیفتد. حتی شاید زودتر از پیدا کردن حیات در سیاره‌ای دیگر!
تربچه؛ انتخاب کاوشگران فضایی
برای کشاورزی در فضا
در ادامه نصرت‌زاد با اشاره به امکان‌پذیربودن پرورش گیاهان و کشاورزی در مریخ معتقد است، نخستین عمل کشاورزی صورت گرفته در خارج از زمین در ایستگاه فضایی بین‌المللی بوده است. دانشمندان تربچه را مناسب‌ترین گیاه برای کشاورزی خارج از جو زمین معرفی کردند؛ زیرا هم ارزش غذایی بالایی دارد و هم این‌که با توجه به شرایط بی‌وزنی این گیاه می‌تواند رشد خوبی داشته باشد.
به‌گفته نصرت‌زاد، در شرایط بی‌وزنی نمی‌توانیم روی کشاورزی در مریخ حساب باز کنیم، زیرا بسیاری از گیاهان زمین‌گرد و وابسته به حیات زمینی هستند. اما اگر بخواهم چیزی را جایگزین کنیم، سیستم پرینت سه بعدی سلول‌های گیاهی و جانوری است که تاکنون هم تحقیقات زیادی روی آن انجام شده است و می‌تواند جایگزین مناسبی برای کشاورزی در مریخ باشد.
وی در تشریح چاپگر‌های سه بعدی در فضا می‌گوید: «امروزه فناوری‌هایی خلق شده‌اند که برخلاف دیگر مواردی که روی زمین کاربردی‌ترند، در محیط بی‌وزنی پاسخ بهتری به انسان می‌دهند؛ مانند چاپ سه‌بعدی. این نوع فناوری می‌تواند در بی‌وزنی عملکرد بهتری داشته باشد و میتوان با پیشرفته‌ترکردن چاپگر‌های سه بعدی زیستی تا حد زیادی این مشکل را حل کرد. گفتنی است، این نوع چاپگر‌ها فناوری‌هایی هستند که در واقع به ساخت سلول‌ها و اسکلت‌های مواد زیستی می‌پردازند.
چالش آب و اکسیژن در مریخ
یکی از مهم‌ترین موضوعاتی که دانشمندان تلاش زیادی برای به قطعیت رسیدن در مورد آن می‌کنند، یافتن آب در مریخ است. در برخی تحقیقات ادعا‌هایی مبنی بر وجود آب در زیر سطح مریخ وجود دارد. ذبایحی درباره آخرین یافته‌ها درباره وجود اکسیژن و آب در مریخ می‌گوید: «بر اساس آخرین یافته‌های ناسا و پروژه مریخ‌نورد استقامت که مربوط به بررسی در دهانه جزرو است، احتمال وجود آب در این سیاره را بیشتر می‌کند.
در واقع رسوبات یافت شده نشان از وجود جریان آب در گذشته سیاره سرخ دارد؛ هدف اصلی پروژه استقامت بررسی نشانه‌های حیات و جمع‌آوری نمونه‌هایی است که ظرفیت بالایی برای حیات دارند؛ اما یکی از مهم‌ترین پژوهش‌هایی که تاکنون انجام شده است، درباره تولید اکسیژن در جو مریخ است. از آنجایی که جو مریخ دارای ۹۶درصد کربن است و فقط ۱۳/۰ درصد اکسیژن دارد، مسلماً یکی از مشکلاتی که انسان در مریخ با آن دست و پنجه نرم خواهد کرد، تأمین این گاز حیاتی است.
وی معتقد است: «با تحقیقات انجام شده میتوان تا حدی با متراکم‌کردن جو مریخ و بالابردن دمای آن تا ۸۰۰درجه سانتی‌گراد و استفاده از الکترولیت‌های سرامیکی از دی‌اکسیدکربن موجود در جو این سیاره اکسیژن تولید کرد. این فناوری اکنون توانایی تولید ده گرم اکسیژن را در طول روز دارد و برای استفاده فضانوردان در آینده باید حداقل صد برابر بیشتر شود.»
نصرت‌زاد با توجه به شرایط آب در مریخ می‌گوید: «تمام یافته‌هایی که اخترزیست‌شناسان تاکنون درباره مریخ به دست آورده‌اند، بر اساس اطلاعات زمین‌شناسی است. در حال حاضر میتوان گفت کانی‌های آبدار در خاک مریخ پیدا شده است. بر اساس رسوبات کشف‌شده و بنا بر مدارک زمین‌شناسی، میتوان گفت مریخ دو دوره جریان آب را تجربه کرده است.» در ادامه آرائی‌نژاد درباره اهمیت وجود عناصر اقلیمی در بحث تکامل حیات در سیاره مریخ می‌گوید: تاکنون شواهدی از بارش باران یا برف در مریخ پیدا نشده است؛ اما با نگاهی به گذشته این سیاره میتوان تشکیل ابر را در ارتفاع خیلی بالا حدس زد؛ باید گفت یکی از دلایلی که آب جاری ممکن است در مریخ وجود نداشته باشد فشار پایین است. زیرا با توجه به فشار پایین جو در سطح مریخ، آب در این سیاره در دمای ۱۰ درجه سانتی‌گراد به جوش می‌آید و بخار می‌شود.
منبع: جام جم