JPL разрабатывает дополнительные инструменты для поиска жизни в глубоком космосе

Против часовой стрелки сверху: озеро Моно в Калифорнии было местом полевых испытаний исследовательской службы Ocean Worlds Life Surveyor из Лаборатории реактивного движения. Набор из восьми инструментов, предназначенных для обнаружения жизни в жидких образцах ледяных лун, OWLS может автономно отслеживать реалистичное движение воды, протекающей мимо его микроскопов. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.

Команда лаборатории изобрела новые технологии, которые могут быть использованы будущими миссиями для анализа образцов жидкости из водных миров и поиска признаков инопланетной жизни.

Мы одни во Вселенной? Ответ на этот извечный вопрос казался дразнящим доступным с момента открытия в нашей Солнечной системе покрытых льдом лун с потенциально обитаемыми подземными океанами. Но поиск доказательств жизни в холодном море на расстоянии сотен миллионов миль представляет собой огромную проблему. Используемое научное оборудование должно быть чрезвычайно сложным, но способным выдерживать интенсивную радиацию и криогенные температуры. Более того, эти инструменты должны быть способны проводить разнообразные, независимые и взаимодополняющие измерения, которые вместе могли бы дать научно обоснованное доказательство существования жизни.

Чтобы решить некоторые трудности, с которыми могут столкнуться будущие миссии по обнаружению жизни, команда Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии разработала OWLS — мощный набор научных инструментов, не похожий ни на один другой. Сокращение от Oceans Worlds Life Surveyor, OWLS предназначено для приема и анализа жидких проб. Он оснащен восемью инструментами – все автоматизированными – которые в земной лаборатории потребовали бы работы нескольких десятков человек.

OWLS JPL сочетает в себе мощные инструменты химического анализа, которые ищут строительные блоки жизни, с микроскопами, которые ищут клетки. Эта версия OWLS будет миниатюризирована и адаптирована для использования в будущих миссиях. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.

Одно из планов OWLS — использовать его для анализа замерзшей воды из шлейфа пара, вырывающегося из спутника Сатурна Энцелада. «Как взять крошку льда в миллиарде миль от Земли и определить — при единственном шансе, который у вас есть, пока все на Земле ждут, затаив дыхание, — есть ли признаки жизни?» сказал Питер Уиллис, соруководитель проекта и научный руководитель. «Мы хотели создать самую мощную систему инструментов, которую вы могли бы разработать для этой ситуации, чтобы искать как химические, так и биологические признаки жизни».

OWLS финансируется JPL Next, программой технологического ускорения, проводимой Управлением космических технологий Лаборатории. В июне, после пятидесяти лет работы, команда проекта протестировала свое оборудование – в настоящее время размером с несколько картотечных шкафов – в соленых водах озера Моно в восточной Сьерре Калифорнии. OWLS обнаружила химические и клеточные доказательства жизни, используя встроенное программное обеспечение для идентификации этих доказательств без вмешательства человека.

«Мы продемонстрировали первое поколение пакета OWLS», — сказал Уиллис. «Следующий шаг — настроить и миниатюризировать его для конкретных сценариев миссии».

Ваш браузер не может воспроизвести предоставленные видеофайлы.

Научное автономное программное обеспечение на OWLS Лаборатории реактивного движения отслеживает частицы, когда вода течет мимо микроскопа, используя алгоритмы машинного обучения для поиска доказательств реалистичного движения. Здесь следы частиц, которые, по мнению автономии, принадлежат «подвижным» организмам, окрашены в пурпурный цвет.

Проблемы, решения

Ключевая трудность, с которой столкнулась команда OWLS, заключалась в том, как обрабатывать образцы жидкости в космосе. На Земле ученые могут полагаться на гравитацию, разумную лабораторную температуру и давление воздуха, чтобы удерживать образцы на месте, но таких условий не существует на космическом корабле, летящем через Солнечную систему, или на поверхности замерзшей Луны. Поэтому команда разработала два инструмента, которые могут извлекать жидкий образец и обрабатывать его в условиях космоса.

Поскольку неясно, какую форму жизнь может принять в океаническом мире, OWLS также необходимо было включить в него максимально широкий набор инструментов, способных измерять диапазон размеров от отдельных молекул до микроорганизмов. С этой целью проект объединил две подсистемы: одна использует различные методы химического анализа с использованием нескольких инструментов, а другая — несколько микроскопов для изучения визуальных подсказок.