Przyjmuje się, że życie może istnieć poza Ziemią, a nawet Układem Słonecznym i to w warunkach, jakie do niedawna uważano za uniemożliwiające pojawienie się i przetrwanie organizmów żywych. Dlaczego Ziemia jest zamieszkana? Czy inne ciała w naszym Układzie Słonecznym są lub były zamieszkane? Przez ostatnie 50 lat uczeni odkryli znaczną ilość wskazówek, aby odpowiedzieć na podobne pytania. Zajmuje się tym astrobiologia, interdyscyplinarna dziedzina podejmująca zagadnienia związane z powstaniem, ewolucją, rozprzestrzenieniem oraz przyszłością życia we wszechświecie.

Człowiek od wieków próbuje w dostępny sobie sposób badać ewentualną obecność życia na innych planetach. Możliwość istnienia innych cywilizacji brali pod uwagę starożytni uczeni, jak Tales, Anaksymander czy Lukrecjusz, a w czasach nowożytnych Johannes Kepler oraz Benjamin Franklin.

Astrobiologia i jej znaczenie

Astrobiologia to interdyscyplinarna dziedzina nauki z pogranicza astronomii, nauk biologicznych i innych, która zajmuje się problemami związanymi z życiem pozaziemskim. Dlaczego Ziemia jest zamieszkana? Jak, kiedy i dlaczego stała się zamieszkana? Czy inne ciała w naszym Układzie Słonecznym są lub były zamieszkane? Czy możliwa jest ewolucja życia w kosmosie? To tylko kilka pytań, na które próbują odpowiedzieć astrobiolodzy.

Technologia, którą dysponują jest niedoskonała, gdy weźmie się pod uwagę olbrzymie przestrzenie dzielące nas od innych ciał kosmicznych. Sondy wysłane z Ziemi w latach 70. XX wieku, które zawierają m.in. zakodowany przekaz na temat cywilizacji ludzkiej, zbliżają się dopiero do granic Układu Słonecznego. Kiedy uzyskamy wiarygodne przesłanki, aby odpowiedzieć na fundamentalne pytania? Czy w ogóle je kiedyś otrzymamy?

W związku z tym, że jak dotąd nie ujawniono w kosmosie życia, które nie pochodziłoby z Ziemi, astrobiologia skupia się na badaniach, które mogą zwiększyć szanse jego wykrycia. Bada także czy możliwe jest życie w ekstremalnych warunkach, weryfikuje hipotezy dotyczące powstania życia na Ziemi, poszukuje miejsc, gdzie mogłoby rozwijać się życie w Układzie Słonecznym. Astrobiologia doskonali także techniki pozwalające wykryć życie za pomocą obserwacji astronomicznych.

Rola teleskopów kosmicznych

Autorem koncepcji wyniesienia instrumentów badawczych przy pomocy rakiet na orbitę okołoziemską był w roku 1923 niemiecki naukowiec Hermann Oberth. W następnych latach inni naukowcy dowodzili, że teleskop kosmiczny mógłby dostarczać zdjęcia wolne od zniekształceń powodowanych przez atmosferę. Był jednak jeden węzłowy problem – brak odpowiednich rakiet mogących wynieść obserwatorium na orbitę.

Prace nad realizacja tego epokowego projektu ruszyły tak naprawdę w 1979 roku od budowy zwierciadła głównego o średnicy 2.4 m. Jest to największy i najważniejszy element teleskopu kosmicznego nazwanego na cześć amerykańskiego astronoma Edwina Hubble’a. Urządzenie zostało wystrzelone na orbitę w kwietniu 1990 roku, a po miesiącu dostarczyło na Ziemię pierwsze obserwacje.

Obecnie w przestrzeni kosmicznej znajdują się liczne teleskopy, w tym Chandra, NuSTAR

i XMM-Newton (prowadzą obserwacje w zakresie promieniowania rentgenowskiego), Spitzera (prowadzi obserwacje w zakresie promieniowania podczerwonego), Hitomi oraz TESS (badający egzoplanety).

Egzoplanety a warunki do życia

Naukowcy dysponują instrumentami, które umożliwiły odkrycie egzoplanet, ciał kosmicznych krążących wokół gwiazdy znajdującej się poza naszym Układem Słonecznym. Jak dotąd, stwierdzono istnienie ponad 5 tys. egzplanet. Duże teleskopy realizują projekty kosmiczne, których celem jest poszukiwanie biosygnatur, oznak życia w kosmosie, np. wody, dwutlenku węgla, metanu czy tlenu.

Razem z astronautami na stacje kosmiczne wysyłane są mikroorganizmy, które poddawane są ciągłemu sprawdzianowi przetrwania z minimalnym dostępem do wody i składników odżywczych oraz w hermetycznych, ograniczonych przestrzeniach. Mikrobiologia kosmiczna bada, jak mikroby przystosowują się do życia w ekstremalnych warunkach, co może w przyszłości pomóc w kwestii przetrwania ludzi w misjach kosmicznych i na Marsie.

Misje kosmiczne w poszukiwaniu życia

Jednym z najbardziej przełomowych osiągnięć w historii ludzkości była misja Apollo 11. W lipcu 1969 roku Neil Armstrong i Buzz Aldrin stali się pierwszymi ludźmi, którzy postawili stopy na powierzchni Księżyca. Misja zainspirowała całe pokolenia naukowców i inżynierów do dalszych badań kosmosu.

W1977 roku wystrzelone zostały sondy Voyager 1 i Voyager 2, których zadaniem było przesłanie danych na temat najdalszych planet naszego systemu. Obie opuściły już Układ Słoneczny, dostarczając nam informacji o przestrzeni międzygwiezdnej. Stwierdziły m.in. wulkaniczną aktywność na Io, jednym z księżyców Jowisza.

Badania Marsa i Europy

W 1997 roku wylądował na Marsie Sojourner, pierwszy łazik, który podobnie jak kolejne urządzenia tego typu dostarczył i nadal dostarcza kluczowych danych o geologii, atmosferze i potencjalnych śladach życia na Marsie, co przygotowuje ludzkość do przyszłych załogowych misji na Marsa.

Sondy Voyager 1 i Voyager 2 dostarczyły pierwsze zdjęcia wysokiej jakości pokazujące Europę, najmniejszy księżyc Jowisza. Kolejne misje dostarczyły hipotez, że na Europie istnieje wielki ocean, w którym może kryć się życie. W październiku 2024 w przestrzeń kosmiczną wystrzelono sondę Europa Clipper, która wykona kilkadziesiąt przelotów w pobliżu tego księżyca, dokładnie analizując jego własności.

Można się spodziewać, że w trzecim dziesięcioleciu XXI wieku NASA położy duży nacisk na poszukiwanie życia pozaziemskiego. Taka jest przyszłość eksploracji kosmosu, z którym człowiek wiąże wielkie nadzieje na przetrwanie i ekspansję swojego gatunku.