Astrobiologie - Astrobiology

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Nukleinsäuren sind möglicherweise nicht die einzigen Biomoleküle im Universum, die Lebensprozesse codieren können.

Die Astrobiologie , früher bekannt als Exobiologie , ist ein interdisziplinäres wissenschaftliches Gebiet, das sich mit den Ursprüngen , der frühen Evolution , der Verbreitung und der Zukunft des Lebens im Universum befasst . Die Astrobiologie befasst sich mit der Frage, ob außerirdisches Leben existiert und wenn ja, wie Menschen es erkennen können.

Die Astrobiologie nutzt Molekularbiologie , Biophysik , Biochemie , Chemie , Astronomie , physikalische Kosmologie , Exoplanetologie und Geologie , um die Möglichkeit des Lebens auf anderen Welten zu untersuchen und Biosphären zu erkennen , die sich von denen auf der Erde unterscheiden könnten. Der Ursprung und die frühe Entwicklung des Lebens sind ein untrennbarer Bestandteil der Disziplin der Astrobiologie. Die Astrobiologie befasst sich mit der Interpretation vorhandener wissenschaftlicher Daten , und obwohl Spekulationen als Kontext dienen, befasst sich die Astrobiologie hauptsächlich mit Hypothesen , die fest in bestehende wissenschaftliche Theorien passen .

Dieses interdisziplinäre Feld umfasst Forschungen zum Ursprung von Planetensystemen , zum Ursprung organischer Verbindungen im Weltraum , zu Wechselwirkungen zwischen Gestein, Wasser und Kohlenstoff, zur Abiogenese auf der Erde, zur Bewohnbarkeit von Planeten , zur Erforschung von Biosignaturen zur Erkennung von Leben und Studien zum Anpassungspotential von Leben Herausforderungen auf der Erde und im Weltraum .

Biochemistry kurz nach dem hat damit begonnen , Big Bang , vor 13800000000 Jahren , während einer bewohnbaren Epoche , wenn das Universum nur 10-17000000 Jahre alt war. Nach der Panspermie- Hypothese kann mikroskopisches Leben - verteilt durch Meteoroiden , Asteroiden und andere kleine Körper des Sonnensystems - im gesamten Universum existieren. Laut einer im August 2015 veröffentlichten Studie können sehr große Galaxien für die Entstehung und Entwicklung bewohnbarer Planeten günstiger sein als kleinere Galaxien wie die Milchstraße . Dennoch ist die Erde der einzige Ort im Universum, von dem Menschen wissen, dass er Leben beherbergt. Schätzungen von bewohnbaren Zonen um andere Sterne, die manchmal als " Goldlöckchen-Zonen " bezeichnet werden, sowie die Entdeckung von Hunderten von extrasolaren Planeten und neue Einblicke in extreme Lebensräume hier auf der Erde legen nahe, dass es im Universum möglicherweise viel mehr bewohnbare Orte gibt als angenommen möglich bis vor kurzem.

Aktuelle Studien der Curiosity and Opportunity Rover über den Planeten Mars suchen nach Beweisen für das antike Leben sowie nach Ebenen, die mit alten Flüssen oder Seen in Verbindung stehen, die möglicherweise bewohnbar waren . Die Suche nach Beweisen für Bewohnbarkeit , Taphonomie (im Zusammenhang mit Fossilien ) und organischen Molekülen auf dem Planeten Mars ist nun ein vorrangiges Ziel der NASA und der ESA .

Selbst wenn außerirdisches Leben niemals entdeckt wird, können die interdisziplinäre Natur der Astrobiologie und die damit verbundenen kosmischen und evolutionären Perspektiven hier auf der Erde zu einer Reihe von Vorteilen führen.

Überblick

Der Begriff wurde erstmals 1953 vom russischen ( sowjetischen ) Astronomen Gavriil Tikhov vorgeschlagen . Die Astrobiologie leitet sich etymologisch vom griechischen ἄστρον , Astron , "Sternbild, Stern" ab. βίος , BIOS , "Leben"; und -λογία , -logia , Studie . Die Synonyme der Astrobiologie sind vielfältig; Die Synonyme waren jedoch in Bezug auf die wichtigsten Wissenschaften strukturiert, die in ihrer Entwicklung enthalten waren: Astronomie und Biologie . Ein enges Synonym ist die Exobiologie aus dem Griechischen Έξω , "extern"; Βίος, BIOS , "Leben"; und λογία, -logia, Studie . Der Begriff Exobiologie wurde vom Molekularbiologen und Nobelpreisträger Joshua Lederberg geprägt . Es wird angenommen, dass die Exobiologie einen engen Bereich hat, der auf die Suche nach Leben außerhalb der Erde beschränkt ist, während das Fachgebiet der Astrobiologie breiter ist und die Verbindung zwischen Leben und Universum untersucht , einschließlich der Suche nach außerirdischem Leben, aber auch der Untersuchung des Lebens auf Erde, ihr Ursprung, ihre Entwicklung und ihre Grenzen.

Es ist nicht bekannt, ob das Leben anderswo im Universum Zellstrukturen wie die auf der Erde gefundenen nutzen würde. ( Chloroplasten in Pflanzenzellen hier gezeigt.)

Ein anderer Begriff, der in der Vergangenheit verwendet wurde, ist Xenobiologie ("Biologie der Ausländer"), ein Wort, das 1954 vom Science-Fiction-Schriftsteller Robert Heinlein in seiner Arbeit The Star Beast verwendet wurde . Der Begriff Xenobiologie wird heute in einem spezielleren Sinne verwendet, um "Biologie auf der Grundlage fremder Chemie" zu bedeuten, unabhängig davon, ob sie außerirdischen oder terrestrischen (möglicherweise synthetischen) Ursprungs ist. Da im Labor alternative chemische Analoga zu einigen Lebensprozessen entwickelt wurden, wird die Xenobiologie heute als noch vorhandenes Thema betrachtet.

Während es sich um ein aufstrebendes und sich entwickelndes Gebiet handelt, ist die Frage, ob Leben anderswo im Universum existiert, eine überprüfbare Hypothese und somit eine gültige wissenschaftliche Forschungslinie. Obwohl die Astrobiologie einst außerhalb des Mainstreams der wissenschaftlichen Forschung betrachtet wurde, ist sie zu einem formalisierten Forschungsgebiet geworden. Der Planetenforscher David Grinspoon nennt die Astrobiologie ein Feld der Naturphilosophie, das in der bekannten wissenschaftlichen Theorie Spekulationen über das Unbekannte begründet. Das Interesse der NASA an Exobiologie begann zunächst mit der Entwicklung des US-Raumfahrtprogramms. 1959 finanzierte die NASA ihr erstes Exobiologieprojekt und 1960 gründete die NASA ein Exobiologieprogramm, das heute eines der vier Hauptelemente des aktuellen Astrobiologieprogramms der NASA ist. 1971 finanzierte die NASA die Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI), um Funkfrequenzen des elektromagnetischen Spektrums nach interstellarer Kommunikation zu durchsuchen, die von außerirdischem Leben außerhalb des Sonnensystems übertragen wird. Die 1976 gestarteten Wikinger-Missionen der NASA zum Mars umfassten drei biologische Experimente , mit denen der Stoffwechsel des gegenwärtigen Lebens auf dem Mars untersucht werden sollte .

Im Juni 2014 veranstaltete das John W. Kluge Center der Library of Congress ein Seminar zum Thema Astrobiologie. Panelmitglieder (vlnr) Robin Lovin, Derek Malone-France und Steven J. Dick

Fortschritte auf den Gebieten der Astrobiologie, der Beobachtungsastronomie und der Entdeckung großer Arten von Extremophilen mit außergewöhnlicher Fähigkeit, in den rauesten Umgebungen der Erde zu gedeihen, haben zu Spekulationen geführt, dass das Leben möglicherweise auf vielen außerirdischen Körpern im Universum gedeihen könnte. Ein besonderer Schwerpunkt der aktuellen astrobiologischen Forschung ist die Suche nach Leben auf dem Mars aufgrund der Nähe dieses Planeten zur Erde und der geologischen Geschichte. Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass der Mars zuvor eine beträchtliche Menge Wasser auf seiner Oberfläche hatte , wobei Wasser als wesentlicher Vorläufer für die Entwicklung von Leben auf Kohlenstoffbasis angesehen wird.

Missionen, die speziell für die Suche nach dem aktuellen Leben auf dem Mars entwickelt wurden, waren das Viking-Programm und Beagle 2- Sonden. Die Ergebnisse der Wikinger waren nicht schlüssig und Beagle 2 scheiterte Minuten nach der Landung. Eine zukünftige Mission mit einer starken Rolle in der Astrobiologie wäre der Jupiter Icy Moons Orbiter gewesen , der die gefrorenen Monde des Jupiter untersuchen soll - von denen einige möglicherweise flüssiges Wasser haben -, wenn er nicht abgesagt worden wäre. Ende 2008 untersuchte der Phoenix-Lander die Umwelt auf die Bewohnbarkeit des mikrobiellen Lebens auf dem Mars in der Vergangenheit und Gegenwart und erforschte dort die Geschichte des Wassers.

In der Astrobiologie-Roadmap der Europäischen Weltraumorganisation von 2016 wurden fünf Forschungsschwerpunkte festgelegt und für jedes Thema mehrere wichtige wissenschaftliche Ziele festgelegt. Die fünf Forschungsthemen sind: 1) Ursprung und Entwicklung von Planetensystemen; 2) Ursprünge organischer Verbindungen im Weltraum; 3) Stein-Wasser-Kohlenstoff-Wechselwirkungen, organische Synthese auf der Erde und Schritte zum Leben; 4) Leben und Bewohnbarkeit; 5) Biosignaturen zur Erleichterung der Lebenserfassung.

Im November 2011 startete die NASA die Mission des Mars Science Laboratory mit dem Curiosity Rover, der im August 2012 auf dem Mars im Gale Crater landete . Der Curiosity Rover untersucht derzeit die Umwelt auf die Bewohnbarkeit des mikrobiellen Lebens auf dem Mars in der Vergangenheit und Gegenwart . Am 9. Dezember 2013 berichtete die NASA, dass der Gale Crater auf der Grundlage von Erkenntnissen von Curiosity , die Aeolis Palus untersuchten , einen alten Süßwassersee enthielt , der eine gastfreundliche Umgebung für das mikrobielle Leben gewesen sein könnte .

Die Europäische Weltraumorganisation arbeitet derzeit mit der Russischen Weltraumorganisation (Roscosmos) zusammen und entwickelt den ExoMars- Rover für Astrobiologie, der im Juli 2020 auf den Markt gebracht werden sollte, aber auf 2022 verschoben wurde. In der Zwischenzeit hat die NASA den Astrobiologie-Rover und die Probe Mars 2020 auf den Markt gebracht Cacher für eine spätere Rückkehr zur Erde.

Methodik

Planetarische Bewohnbarkeit

Bei der Suche nach Leben auf anderen Planeten wie der Erde sind einige vereinfachende Annahmen hilfreich, um die Größe der Aufgabe des Astrobiologen zu verringern. Eine davon ist die informierte Annahme, dass die überwiegende Mehrheit der Lebensformen in unserer Galaxie auf Kohlenstoffchemien basiert , ebenso wie alle Lebensformen auf der Erde. Kohlenstoff ist bekannt für die ungewöhnlich große Vielfalt an Molekülen , die sich um ihn herum bilden können. Kohlenstoff ist das vierthäufigste Element im Universum und die Energie, die zum Herstellen oder Aufbrechen einer Bindung benötigt wird, ist genau auf dem geeigneten Niveau, um Moleküle aufzubauen, die nicht nur stabil, sondern auch reaktiv sind. Die Tatsache, dass Kohlenstoffatome leicht an andere Kohlenstoffatome binden, ermöglicht den Aufbau extrem langer und komplexer Moleküle .

Das Vorhandensein von flüssigem Wasser wird als Voraussetzung vorausgesetzt, da es sich um ein übliches Molekül handelt und eine hervorragende Umgebung für die Bildung komplizierter Moleküle auf Kohlenstoffbasis bietet, die schließlich zur Entstehung von Leben führen können . Einige Forscher setzen Umgebungen von Wasser- Ammoniak- Gemischen als mögliche Lösungsmittel für hypothetische Arten der Biochemie voraus .

Eine dritte Annahme ist auf Planeten konzentrieren umkreisen Sun -ähnlichen Sterne für eine erhöhte Wahrscheinlichkeit von Planeten Bewohnbarkeit . Sehr große Sterne haben eine relativ kurze Lebensdauer, was bedeutet, dass das Leben möglicherweise keine Zeit hat, auf Planeten , die sie umkreisen , aufzutauchen . Sehr kleine Sterne liefern so wenig Wärme und Wärme, dass nur Planeten in sehr engen Umlaufbahnen um sie herum nicht fest gefroren wären, und in so engen Umlaufbahnen wären diese Planeten gezeitenmäßig an den Stern "gebunden" . Die langen Lebensdauern der Roten Zwerge könnten die Entwicklung bewohnbarer Umgebungen auf Planeten mit dicken Atmosphären ermöglichen. Dies ist von Bedeutung, da rote Zwerge sehr häufig sind. (Siehe Bewohnbarkeit von Rotzwergsystemen ).

Da die Erde der einzige Planet ist, von dem bekannt ist, dass er Leben beherbergt , gibt es keinen offensichtlichen Weg zu wissen, ob eine dieser vereinfachenden Annahmen richtig ist.

Kommunikationsversuche

Die Abbildung auf der Pioneer-Plakette

Die Forschung zur Kommunikation mit außerirdischer Intelligenz ( CETI ) konzentriert sich auf das Verfassen und Entschlüsseln von Nachrichten, die theoretisch von einer anderen technologischen Zivilisation verstanden werden könnten. Zu den Kommunikationsversuchen des Menschen gehörten die Ausstrahlung mathematischer Sprachen, Bildsysteme wie die Arecibo-Nachricht und rechnerische Ansätze zur Erkennung und Entschlüsselung der Kommunikation in „natürlicher“ Sprache. Das SETI- Programm verwendet beispielsweise sowohl Radioteleskope als auch optische Teleskope , um nach absichtlichen Signalen einer außerirdischen Intelligenz zu suchen .

Während einige hochkarätige Wissenschaftler wie Carl Sagan die Übermittlung von Nachrichten befürwortet haben, warnte der Wissenschaftler Stephen Hawking davor und schlug vor, dass Außerirdische einfach die Erde nach ihren Ressourcen durchsuchen und dann weiterziehen könnten.

Elemente der Astrobiologie

Astronomie

Künstlerische Darstellung des extrasolaren Planeten OGLE-2005-BLG-390Lb, der seinen Stern 20.000 Lichtjahre von der Erde entfernt umkreist ; Dieser Planet wurde mit Gravitationsmikrolinsen entdeckt .
Die im März 2009 gestartete NASA- Kepler-Mission sucht nach extrasolaren Planeten .

Die meisten astronomiebezogenen astrobiologischen Forschungen fallen in die Kategorie der Erkennung von extrasolaren Planeten (Exoplaneten). Die Hypothese lautet, dass Leben auf der Erde auch auf anderen Planeten mit ähnlichen Eigenschaften entstehen könnte. Zu diesem Zweck wurde eine Reihe von Instrumenten zur Erkennung erdgroßer Exoplaneten in Betracht gezogen, insbesondere der Terrestrial Planet Finder (TPF) der NASA und die Darwin- Programme der ESA , die beide eingestellt wurden. Die NASA startete die Kepler- Mission im März 2009 und die französische Weltraumorganisation startete die COROT- Weltraummission im Jahr 2006. Es gibt auch mehrere weniger ehrgeizige bodengestützte Bemühungen.

Das Ziel dieser Missionen ist es, nicht nur erdgroße Planeten zu erfassen, sondern auch Licht vom Planeten direkt zu erfassen, damit es spektroskopisch untersucht werden kann . Durch Untersuchung der Planetenspektren wäre es möglich, die Grundzusammensetzung der Atmosphäre und / oder Oberfläche eines extrasolaren Planeten zu bestimmen. Angesichts dieses Wissens kann möglicherweise die Wahrscheinlichkeit beurteilt werden, dass Leben auf diesem Planeten gefunden wird. Eine NASA-Forschungsgruppe, das Virtual Planet Laboratory, verwendet Computermodelle, um eine Vielzahl virtueller Planeten zu generieren, um zu sehen, wie sie aussehen würden, wenn sie von TPF oder Darwin betrachtet würden. Es ist zu hoffen, dass sobald diese Missionen online sind, ihre Spektren mit diesen virtuellen Planetenspektren auf Merkmale überprüft werden können, die auf das Vorhandensein von Leben hinweisen könnten.

Eine Schätzung für die Anzahl der Planeten mit intelligentem kommunikativem außerirdischen Leben kann aus der Drake-Gleichung abgeleitet werden , die im Wesentlichen die Wahrscheinlichkeit des intelligenten Lebens als Produkt von Faktoren wie dem Anteil der bewohnbaren Planeten und dem Anteil der Planeten auf dem Planeten ausdrückt welches Leben könnte entstehen:

wo:

  • N = Die Anzahl der kommunikativen Zivilisationen
  • R * = Die Bildungsrate geeigneter Sterne (Sterne wie unsere Sonne)
  • f p = Der Anteil dieser Sterne mit Planeten (aktuelle Erkenntnisse deuten darauf hin, dass Planetensysteme für Sterne wie die Sonne häufig sind)
  • n e = Die Anzahl erdgroßer Welten pro Planetensystem
  • f l = Der Anteil der erdgroßen Planeten, auf denen sich das Leben tatsächlich entwickelt
  • f i = Der Anteil der Lebensorte, an denen sich Intelligenz entwickelt
  • f c = Der Anteil kommunikativer Planeten (auf denen sich die elektromagnetische Kommunikationstechnologie entwickelt)
  • L = Die "Lebensdauer" der Kommunikation von Zivilisationen

Obwohl die Gründe für die Gleichung stichhaltig sind, ist es unwahrscheinlich, dass die Gleichung bald auf vernünftige Fehlergrenzen beschränkt wird. Das Problem mit der Formel ist, dass sie nicht zum Generieren oder Unterstützen von Hypothesen verwendet wird, da sie Faktoren enthält, die niemals überprüft werden können. Der erste Term, R * , Anzahl der Sterne, ist im Allgemeinen auf wenige Größenordnungen beschränkt. Der zweite und dritte Term, f p , Sterne mit Planeten und f e , Planeten mit bewohnbaren Bedingungen, werden für die Nachbarschaft des Sterns bewertet. Drake formulierte die Gleichung ursprünglich nur als Diskussionsagenda auf der Green Bank-Konferenz, aber einige Anwendungen der Formel wurden wörtlich genommen und bezogen sich auf vereinfachte oder pseudowissenschaftliche Argumente. Ein weiteres damit verbundenes Thema ist das Fermi-Paradoxon , das besagt, dass wenn intelligentes Leben im Universum verbreitet ist , es offensichtliche Anzeichen dafür geben sollte.

Ein weiteres aktives Forschungsgebiet in der Astrobiologie ist die Bildung des Planetensystems . Es wurde vermutet, dass die Besonderheiten des Sonnensystems (zum Beispiel das Vorhandensein von Jupiter als Schutzschild) die Wahrscheinlichkeit eines intelligenten Lebens auf unserem Planeten erheblich erhöht haben könnten.

Biologie

Hydrothermale Quellen können extremophile Bakterien auf der Erde unterstützen und auch das Leben in anderen Teilen des Kosmos unterstützen.

Die Biologie kann nicht behaupten, dass ein Prozess oder Phänomen, indem er mathematisch möglich ist, in einem außerirdischen Körper zwangsweise existieren muss. Biologen geben an, was spekulativ ist und was nicht. Die Entdeckung von Extremophilen , Organismen, die in extremen Umgebungen überleben können, wurde zu einem zentralen Forschungselement für Astrobiologen, da sie wichtig sind, um vier Bereiche an den Grenzen des Lebens im planetarischen Kontext zu verstehen: das Potenzial für Panspermie , Vorwärtskontamination aufgrund menschlicher Erkundungsprojekte , planetarische Kolonisierung durch Menschen und die Erforschung des ausgestorbenen und noch vorhandenen außerirdischen Lebens.

Bis in den 1970er Jahren, das Leben wurde gedacht , ganz auf Energie aus der abhängig sein Sun . Pflanzen auf der Erdoberfläche nehmen Energie aus dem Sonnenlicht auf, um Zucker aus Kohlendioxid und Wasser zu photosynthetisieren. Dabei setzen sie Sauerstoff frei, der dann von sauerstoffatmenden Organismen verbraucht wird, und leiten ihre Energie über die Nahrungskette weiter . Sogar das Leben in den Tiefen des Ozeans, in das das Sonnenlicht nicht gelangen kann, sollte seine Nahrung entweder durch den Verzehr von organischem Detritus erhalten, der aus den Oberflächengewässern herabregnete, oder durch den Verzehr von Tieren, die dies taten. Es wurde angenommen, dass die Fähigkeit der Welt, das Leben zu unterstützen, von ihrem Zugang zum Sonnenlicht abhängt . Während eines Erkundungstauchgangs zum Galapagos-Riss im Tiefsee-Tauchboot Alvin entdeckten Wissenschaftler 1977 Kolonien von Riesenrohrwürmern , Muscheln , Krebstieren , Muscheln und anderen verschiedenen Kreaturen, die sich um unterseeische vulkanische Merkmale gruppierten, die als schwarze Raucher bekannt sind . Diese Kreaturen gedeihen, obwohl sie keinen Zugang zu Sonnenlicht haben, und es wurde bald entdeckt, dass sie ein völlig unabhängiges Ökosystem bilden . Obwohl die meisten dieser mehrzelligen Lebensformen für ihre aerobe Zellatmung gelösten Sauerstoff (der durch sauerstoffhaltige Photosynthese erzeugt wird) benötigen und daher nicht vollständig unabhängig vom Sonnenlicht sind, ist die Grundlage für ihre Nahrungskette eine Form von Bakterium , das seine Energie aus der Oxidation reaktiver Stoffe bezieht Chemikalien wie Wasserstoff oder Schwefelwasserstoff sprudeln aus dem Erdinneren. Andere Lebensformen, die vollständig von der Energie des Sonnenlichts entkoppelt sind, sind grüne Schwefelbakterien, die geothermisches Licht für die anoxygene Photosynthese einfangen, oder Bakterien, die aufgrund des radioaktiven Zerfalls von Uran eine Chemolithoautotrophie durchführen. Diese Chemosynthese revolutionierte das Studium der Biologie und Astrobiologie, indem sie enthüllte, dass das Leben nicht sonnenabhängig sein muss; es braucht nur Wasser und einen Energiegradienten, um zu existieren.

Biologen haben Extremophile gefunden, die in Eis, kochendem Wasser, Säure, Alkali, dem Wasserkern von Kernreaktoren, Salzkristallen, Giftmüll und in einer Reihe anderer extremer Lebensräume gedeihen, von denen früher angenommen wurde, dass sie lebenslang unwirtlich sind. Dies eröffnete einen neuen Weg in der Astrobiologie, indem die Anzahl möglicher außerirdischer Lebensräume massiv erweitert wurde. Die Charakterisierung dieser Organismen, ihrer Umgebung und ihrer Entwicklungswege wird als eine entscheidende Komponente angesehen, um zu verstehen, wie sich das Leben anderswo im Universum entwickeln könnte. Einige Organismen, die dem Vakuum und der Strahlung des Weltraums standhalten können, sind beispielsweise die Flechtenpilze Rhizocarpon geographicum und Xanthoria elegans , das Bakterium Bacillus safensis , Deinococcus radiodurans , Bacillus subtilis , Hefe Saccharomyces cerevisiae und Samen von Arabidopsis thaliana ('Maus-) Ohrenkresse ') sowie das wirbellose Tier Tardigrade . Während Tardigraden nicht als echte Extremophile gelten, gelten sie als extremotolerante Mikroorganismen, die auf dem Gebiet der Astrobiologie einen Beitrag geleistet haben. Ihre extreme Strahlungstoleranz und das Vorhandensein von DNA-Schutzproteinen können Antworten darauf geben, ob das Leben außerhalb des Schutzes der Erdatmosphäre überleben kann.

Jupiters Mond Europa und Saturns Mond Enceladus gelten heute aufgrund ihrer unterirdischen Wassermeere, in denen durch radiogene und Gezeitenerwärmung flüssiges Wasser existiert , als wahrscheinlichste Orte für noch vorhandenes außerirdisches Leben im Sonnensystem .

Der Ursprung des Lebens, bekannt als Abiogenese , unterscheidet sich von der Evolution des Lebens und ist ein weiteres fortlaufendes Forschungsgebiet. Oparin und Haldane postulierten, dass die Bedingungen auf der frühen Erde der Bildung organischer Verbindungen aus anorganischen Elementen und damit der Bildung vieler Chemikalien förderlich waren, die allen heutigen Lebensformen gemeinsam sind. Die Untersuchung dieses Prozesses, bekannt als präbiotische Chemie, hat einige Fortschritte gemacht, aber es ist immer noch unklar, ob sich auf der Erde Leben auf diese Weise gebildet haben könnte oder nicht. Die alternative Hypothese der Panspermie ist, dass sich die ersten Elemente des Lebens auf einem anderen Planeten mit noch günstigeren Bedingungen (oder sogar im interstellaren Raum, Asteroiden usw.) gebildet haben und dann auf die Erde übertragen wurden - die Panspermie- Hypothese.

Der kosmische Staub das Universum permeierenden enthält komplexe organische Verbindungen ( „amorphe organische Feststoffe mit einer gemischten aromatischen - aliphatischen Struktur“) , die natürlicherweise erzeugt werden könnte, und schnell durch Sterne . Ferner schlug ein Wissenschaftler vor, dass diese Verbindungen mit der Entwicklung des Lebens auf der Erde zusammenhängen könnten, und sagte: "Wenn dies der Fall ist, könnte es für das Leben auf der Erde einfacher gewesen sein, damit zu beginnen, da diese organischen Stoffe als Grundbestandteile für dienen können." Leben."

Mehr als 20% des Kohlenstoffs im Universum können mit polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) assoziiert sein , möglichen Ausgangsmaterialien für die Bildung von Leben . PAK scheinen kurz nach dem Urknall gebildet worden zu sein , sind im gesamten Universum verbreitet und mit neuen Sternen und Exoplaneten verbunden . PAK werden interstellaren Mediumbedingungen ausgesetzt und durch Hydrierung , Oxygenierung und Hydroxylierung in komplexere organische Stoffe umgewandelt - "ein Schritt auf dem Weg zu Aminosäuren und Nukleotiden , den Rohstoffen von Proteinen bzw. DNA ".

Im Oktober 2020 schlugen Astronomen die Idee vor, Leben auf fernen Planeten zu entdecken, indem sie zu bestimmten Tageszeiten die Schatten von Bäumen untersuchten.

Astroökologie

Die Astroökologie befasst sich mit den Wechselwirkungen des Lebens mit Weltraumumgebungen und -ressourcen auf Planeten , Asteroiden und Kometen . In größerem Maßstab betrifft die Astroökologie Ressourcen für das Leben über Sterne in der Galaxie während der kosmologischen Zukunft. Die Astroökologie versucht, das zukünftige Leben im Weltraum zu quantifizieren und befasst sich mit diesem Bereich der Astrobiologie.

Die experimentelle Astroökologie untersucht Ressourcen in Planetenböden unter Verwendung tatsächlicher Weltraummaterialien in Meteoriten . Die Ergebnisse legen nahe, dass Mars- und kohlenstoffhaltige Chondritmaterialien Bakterien- , Algen- und Pflanzenkulturen (Spargel, Kartoffel) mit hoher Bodenfruchtbarkeit unterstützen können. Die Ergebnisse belegen, dass das Leben in frühen wässrigen Asteroiden und auf ähnlichen Materialien, die von Staub, Kometen und Meteoriten auf die Erde importiert wurden, überlebt haben könnte und dass solche Asteroidenmaterialien als Boden für zukünftige Weltraumkolonien verwendet werden können.

Im größten Maßstab betrifft die Kosmoökologie das Leben im Universum über kosmologische Zeiten. Die Hauptenergiequellen können rote Riesensterne und weiße und rote Zwergsterne sein, die das Leben 10 bis 20 Jahre lang erhalten. Astroökologen schlagen vor, dass ihre mathematischen Modelle die potenziellen Mengen des zukünftigen Lebens im Weltraum quantifizieren könnten, was eine vergleichbare Ausweitung der biologischen Vielfalt ermöglicht und möglicherweise zu verschiedenen intelligenten Lebensformen führt.

Astrogeologie

Die Astrogeologie ist eine planetarwissenschaftliche Disziplin, die sich mit der Geologie von Himmelskörpern wie den Planeten und ihren Monden , Asteroiden , Kometen und Meteoriten befasst . Die von dieser Disziplin gesammelten Informationen ermöglichen die Messung des Potenzials eines Planeten oder eines natürlichen Satelliten zur Entwicklung und Erhaltung des Lebens oder der Bewohnbarkeit des Planeten .

Eine weitere Disziplin der Astrogeologie ist die Geochemie , bei der die chemische Zusammensetzung der Erde und anderer Planeten , chemische Prozesse und Reaktionen, die die Zusammensetzung von Gesteinen und Böden , die Zyklen von Materie und Energie sowie deren Wechselwirkung mit der Hydrosphäre und der Atmosphäre bestimmen, untersucht werden des Planeten. Spezialisierungen umfassen Kosmochemie , Biochemie und organische Geochemie .

Der Fossilienbestand liefert den ältesten bekannten Beweis für das Leben auf der Erde. Durch die Untersuchung der fossilen Beweise können Paläontologen die Arten von Organismen, die auf der frühen Erde entstanden sind, besser verstehen. Einige Regionen auf der Erde, wie die Pilbara in Westaustralien und die McMurdo Dry Valleys in der Antarktis, gelten ebenfalls als geologische Analoga zu Regionen des Mars und können als solche Hinweise auf die Suche nach früheren Leben liefern Mars .

Die verschiedenen organischen funktionellen Gruppen, die aus Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor, Schwefel und einer Vielzahl von Metallen wie Eisen, Magnesium und Zink bestehen, bieten die enorme Vielfalt chemischer Reaktionen, die notwendigerweise von einem lebenden Organismus katalysiert werden . Im Gegensatz dazu interagiert Silizium nur mit wenigen anderen Atomen, und die großen Siliziummoleküle sind im Vergleich zum kombinatorischen Universum organischer Makromoleküle monoton. In der Tat scheint es wahrscheinlich, dass die Grundbausteine ​​des Lebens überall denen auf der Erde ähnlich sein werden, im Allgemeinen, wenn nicht im Detail. Obwohl erwartet wird, dass terrestrisches Leben und Leben, das unabhängig von der Erde entstehen könnte, viele ähnliche, wenn nicht identische Bausteine ​​verwenden, wird auch erwartet, dass sie einige biochemische Eigenschaften haben, die einzigartig sind. Wenn das Leben anderswo im Sonnensystem einen vergleichbaren Einfluss hatte, könnte die relative Menge an Chemikalien, die für sein Überleben entscheidend sind - was auch immer sie vielleicht sein mögen - seine Anwesenheit verraten. Was auch immer außerirdisches Leben sein mag, seine Tendenz, seine Umgebung chemisch zu verändern, könnte es einfach verraten.

Leben im Sonnensystem

Europa könnte aufgrund des Ozeans, der unter seiner eisigen Oberfläche existiert, irgendeine Form von mikrobiellem Leben beherbergen .

Die Menschen haben lange über die Möglichkeit des Lebens in anderen Umgebungen als der Erde spekuliert. Spekulationen über die Natur des Lebens anderswo haben jedoch den Einschränkungen, die durch die Natur der Biochemie auferlegt werden, oft wenig Beachtung geschenkt. Die Wahrscheinlichkeit, dass das Leben im gesamten Universum wahrscheinlich auf Kohlenstoff basiert, wird durch die Tatsache nahegelegt, dass Kohlenstoff eines der am häufigsten vorkommenden höheren Elemente ist. Es ist bekannt, dass nur zwei der natürlichen Atome, Kohlenstoff und Silizium , als Rückgrat von Molekülen dienen, die groß genug sind, um biologische Informationen zu transportieren. Als strukturelle Grundlage für das Leben ist eines der wichtigen Merkmale von Kohlenstoff, dass er im Gegensatz zu Silizium leicht chemische Bindungen mit vielen anderen Atomen eingehen kann, wodurch die chemische Vielseitigkeit ermöglicht wird, die für die Durchführung der Reaktionen des biologischen Metabolismus und der biologischen Vermehrung erforderlich ist.

Die Diskussion darüber, wo im Sonnensystem Leben auftreten könnte, war historisch begrenzt durch das Verständnis, dass das Leben letztendlich auf Licht und Wärme der Sonne beruht und sich daher auf die Oberflächen von Planeten beschränkt. Die vier wahrscheinlichsten Kandidaten für das Leben im Sonnensystem sind der Planet Mars , der Jupitermond Europa und Saturn ‚s Monde Titan und Enceladus .

Mars , Enceladus und Europa gelten als wahrscheinliche Kandidaten für die Suche nach Leben, vor allem, weil sie unterirdisches flüssiges Wasser haben können, ein Molekül, das für das Leben, wie wir es als Lösungsmittel in Zellen kennen, essentiell ist. Wasser auf dem Mars wird in seinen polaren Eiskappen gefroren gefunden, und neu geschnitzte Schluchten, die kürzlich auf dem Mars beobachtet wurden, deuten darauf hin, dass flüssiges Wasser zumindest vorübergehend auf der Oberfläche des Planeten vorhanden sein könnte. Bei den niedrigen Mars-Temperaturen und dem niedrigen Druck ist flüssiges Wasser wahrscheinlich stark salzhaltig. Was Europa und Enceladus betrifft, so existieren unter den eisigen äußeren Krusten dieser Monde große globale Ozeane mit flüssigem Wasser. Dieses Wasser kann durch Vulkanschlote auf dem Meeresboden in einen flüssigen Zustand erwärmt werden, aber die Hauptwärmequelle ist wahrscheinlich die Gezeitenerwärmung . Am 11. Dezember 2013 berichtete die NASA über den Nachweis von " tonartigen Mineralien " (insbesondere Schichtsilikaten ), die häufig mit organischen Materialien in Verbindung gebracht werden , auf der eisigen Kruste Europas . Das Vorhandensein der Mineralien könnte nach Ansicht der Wissenschaftler das Ergebnis einer Kollision mit einem Asteroiden oder Kometen gewesen sein . Darüber hinaus berichteten Astronomen am 27. Juni 2018 über den Nachweis komplexer makromolekularer organischer Stoffe auf Enceladus und ergaben sich laut NASA-Wissenschaftlern im Mai 2011 als "bewohnbarster Ort jenseits der Erde im Sonnensystem für das Leben, wie wir es kennen".

Ein weiterer Planetenkörper , der möglicherweise außerirdisches Leben erhalten könnte, ist Saturns größter Mond, Titan . Es wurde beschrieben, dass Titan ähnliche Bedingungen wie die frühe Erde aufweist . An seiner Oberfläche haben Wissenschaftler die ersten flüssigen Seen außerhalb der Erde entdeckt, aber diese Seen scheinen aus Ethan und / oder Methan zu bestehen , nicht aus Wasser. Einige Wissenschaftler halten es für möglich, dass diese flüssigen Kohlenwasserstoffe in lebenden Zellen, die sich von denen auf der Erde unterscheiden , den Platz von Wasser einnehmen . Nachdem Cassini-Daten untersucht worden waren, wurde im März 2008 berichtet, dass Titan möglicherweise auch einen unterirdischen Ozean aus flüssigem Wasser und Ammoniak hat .

Phosphin wurde in der Atmosphäre des Planeten Venus nachgewiesen . Es sind keine abiotischen Prozesse auf dem Planeten bekannt, die seine Anwesenheit verursachen könnten. Angesichts der Tatsache, dass die Venus die heißeste Oberflächentemperatur aller Planeten im Sonnensystem hat, ist das Leben der Venus, falls vorhanden, höchstwahrscheinlich auf extremophile Mikroorganismen beschränkt , die in der oberen Atmosphäre des Planeten schweben, wo die Bedingungen fast erdähnlich sind.

Die Messung des Verhältnisses von Wasserstoff- und Methanwerten auf dem Mars kann dazu beitragen, die Wahrscheinlichkeit des Lebens auf dem Mars zu bestimmen . Laut den Wissenschaftlern deuten "... niedrige H 2 / CH 4 -Verhältnisse (weniger als ungefähr 40) darauf hin, dass das Leben wahrscheinlich vorhanden und aktiv ist." Andere Wissenschaftler haben kürzlich Methoden zum Nachweis von Wasserstoff und Methan in außerirdischen Atmosphären beschrieben .

Komplexe organische Verbindungen des Lebens, einschließlich Uracil , Cytosin und Thymin , wurden in einem Labor unter Weltraumbedingungen unter Verwendung von Ausgangschemikalien wie Pyrimidin , die in Meteoriten gefunden wurden, gebildet . Pyrimidin ist wie polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) die kohlenstoffreichste Chemikalie im Universum .

Seltenerdhypothese

Die Seltenerdhypothese postuliert, dass vielzellige Lebensformen auf der Erde tatsächlich eher eine Seltenheit sind, als Wissenschaftler annehmen. Es bietet eine mögliche Antwort auf das Fermi-Paradoxon, das besagt: "Wenn außerirdische Außerirdische häufig sind, warum sind sie nicht offensichtlich?" Es steht offenbar im Widerspruch zum Prinzip der Mittelmäßigkeit , das von den berühmten Astronomen Frank Drake , Carl Sagan und anderen angenommen wird. Das Prinzip der Mittelmäßigkeit legt nahe, dass das Leben auf der Erde keine Ausnahme darstellt und mehr als wahrscheinlich auf unzähligen anderen Welten zu finden ist.

Forschung

Die systematische Suche nach möglichem Leben außerhalb der Erde ist ein gültiges multidisziplinäres wissenschaftliches Unterfangen. Hypothesen und Vorhersagen über ihre Existenz und Herkunft sind jedoch sehr unterschiedlich, und gegenwärtig kann die Entwicklung von Hypothesen, die fest auf der Wissenschaft beruhen, als die konkreteste praktische Anwendung der Astrobiologie angesehen werden. Es wurde vorgeschlagen, dass Viren wahrscheinlich auf anderen lebenstragenden Planeten auftreten und auch dann vorhanden sein können, wenn keine biologischen Zellen vorhanden sind.

Forschungsergebnisse

Welche Biosignaturen produziert das Leben?

Bis 2019 wurden keine Hinweise auf außerirdisches Leben gefunden. David McKay und wenige andere Wissenschaftler gehen davon aus, dass die Untersuchung des Meteoriten Allan Hills 84001 , der 1984 in der Antarktis geborgen wurde und vom Mars stammt , Mikrofossilien außerirdischen Ursprungs enthält. Diese Interpretation ist umstritten.

Asteroiden haben möglicherweise Leben zur Erde transportiert .

Yamato 000.593 , die zweitgrößte Meteorit vom Mars auf der Erde im Jahr 2000 auf mikroskopischer Ebene gefunden wurde, Kugeln werden in dem Meteoriten gefunden, die in reich sind Kohlenstoff im Vergleich zu den umliegenden Gebieten , die solche Sphären fehlen. Laut einigen NASA-Wissenschaftlern wurden die kohlenstoffreichen Kugeln möglicherweise durch biotische Aktivität gebildet .

Am 5. März 2011 Richard B. Hoover , ein Wissenschaftler mit dem Marshall Space Flight Center , spekuliert auf die Feststellung der angeblichen Mikrofossilien ähnlich wie Cyanobakterien in CI1 kohlenstoffhaltigem Meteoriten im Rand Journal of Cosmology , eine Geschichte weit über von berichtete Medien Mainstream . Die NASA distanzierte sich jedoch förmlich von Hoovers Behauptung. Der amerikanische Astrophysiker Neil deGrasse Tyson : "Im Moment ist das Leben auf der Erde das einzige bekannte Leben im Universum, aber es gibt überzeugende Argumente, die darauf hindeuten, dass wir nicht allein sind."

Extreme Umgebungen auf der Erde

Am 17. März 2013 berichteten Forscher, dass mikrobielle Lebensformen im Marianengraben , dem tiefsten Punkt der Erde, gedeihen . Andere Forscher berichteten, dass Mikroben in Gesteinen bis zu 580 m unter dem Meeresboden unter 2.600 m Ozean vor der Küste des Nordwestens der Vereinigten Staaten gedeihen. Einer der Forscher sagte: "Sie können überall Mikroben finden - sie sind extrem anpassungsfähig an Bedingungen und überleben, wo immer sie sind." Diese Funde erweitern die potenzielle Bewohnbarkeit bestimmter Nischen anderer Planeten.

Methan

Im Jahr 2004 wurde die spektrale Signatur von Methan ( CH
4
) wurde in der Marsatmosphäre sowohl von erdgebundenen Teleskopen als auch vom Mars Express- Orbiter nachgewiesen. Aufgrund der Sonnenstrahlung und der kosmischen Strahlung wird vorausgesagt, dass Methan innerhalb einiger Jahre aus der Marsatmosphäre verschwindet. Daher muss das Gas aktiv nachgefüllt werden, um die derzeitige Konzentration aufrechtzuerhalten. Am 7. Juni 2018 kündigte die NASA eine zyklische saisonale Variation des atmosphärischen Methans an , das möglicherweise aus geologischen oder biologischen Quellen stammt. Der European ExoMars Trace Gas Orbiter misst und kartiert derzeit das atmosphärische Methan.

Planetensysteme

Es ist möglich, dass einige Exoplaneten Monde mit festen Oberflächen oder flüssige Ozeane haben, die gastfreundlich sind. Die meisten Planeten, die bisher außerhalb des Sonnensystems entdeckt wurden, sind Heißgasriesen, von denen angenommen wird, dass sie für das Leben unwirtlich sind. Daher ist noch nicht bekannt, ob das Sonnensystem mit einem warmen, felsigen, metallreichen inneren Planeten wie der Erde von ist eine abweichende Zusammensetzung. Verbesserte Nachweismethoden und eine längere Beobachtungszeit werden zweifellos mehr Planetensysteme entdecken, und möglicherweise auch ähnliche wie unsere. Zum Beispiel versucht die Kepler-Mission der NASA, erdgroße Planeten um andere Sterne herum zu entdecken, indem sie winzige Änderungen der Lichtkurve des Sterns misst, wenn der Planet zwischen dem Stern und dem Raumschiff vorbeizieht. Fortschritte in der Infrarotastronomie und Submillimeterastronomie haben die Bestandteile anderer Sternensysteme aufgedeckt .

Planetarische Bewohnbarkeit

Die Bemühungen, Fragen wie die Fülle potenziell bewohnbarer Planeten in bewohnbaren Zonen und chemische Vorläufer zu beantworten, waren sehr erfolgreich. Zahlreiche extrasolare Planeten wurden mit der Wobble-Methode und der Transit-Methode entdeckt , was zeigt, dass Planeten um andere Sterne zahlreicher sind als bisher postuliert. Der erste erdgroße extrasolare Planet, der in der bewohnbaren Zone seines Sterns entdeckt wurde, ist Gliese 581 c .

Extremophile

Das Studium von Extremophilen ist nützlich, um den möglichen Ursprung des Lebens auf der Erde zu verstehen und die wahrscheinlichsten Kandidaten für eine zukünftige Besiedlung anderer Planeten zu finden. Ziel ist es, diejenigen Organismen zu erkennen, die die Raumfahrtbedingungen überleben und die Proliferationskapazität aufrechterhalten können. Die besten Kandidaten sind Extremophile, da sie sich angepasst haben, um unter verschiedenen extremen Bedingungen auf der Erde zu überleben. Im Laufe der Evolution haben Extremophile verschiedene Strategien entwickelt, um die unterschiedlichen Stressbedingungen verschiedener extremer Umgebungen zu überstehen. Diese Stressreaktionen könnten es ihnen auch ermöglichen, unter rauen Weltraumbedingungen zu überleben.

Thermophile Spezies G. thermantarcticus ist ein gutes Beispiel für einen Mikroorganismus, der die Raumfahrt überleben könnte. Es ist ein Bakterium der sporenbildenden Gattung Bacillus. Die Bildung von Sporen ermöglicht es ihm, extreme Umgebungen zu überleben und gleichzeitig das Zellwachstum wieder aufzunehmen. Es ist in der Lage, die Integrität von DNA, Membran und Proteinen unter verschiedenen extremen Bedingungen (Austrocknung, Temperaturen bis -196 ° C, UVC- und Röntgenstrahlung ...) wirksam zu schützen. Es ist auch in der Lage, die durch die Weltraumumgebung verursachten Schäden zu reparieren.

Wenn wir verstehen, wie extremophile Organismen die extremen Umgebungen der Erde überleben können, können wir auch verstehen, wie Mikroorganismen die Raumfahrt überlebt haben könnten und wie die Panspermie-Hypothese möglich sein könnte.

Missionen

Die Erforschung der Umweltgrenzen des Lebens und der Funktionsweise extremer Ökosysteme ist im Gange, damit Forscher besser vorhersagen können, welche planetarischen Umgebungen am wahrscheinlichsten Leben beherbergen. Missionen wie der Phoenix Lander , das Mars Science Laboratory , ExoMars , der Mars 2020 Rover zum Mars und die Cassini Sonde zu den Saturnmonden zielen darauf ab, die Möglichkeiten des Lebens auf anderen Planeten im Sonnensystem weiter zu erforschen.

Viking - Programm
Carl Sagan posiert mit einem Modell des Viking Lander.

Die beiden Wikingerlander führten Ende der 1970er Jahre jeweils vier Arten von biologischen Experimenten an die Marsoberfläche. Dies waren die einzigen Marslander, die Experimente durchführten, bei denen speziell der Stoffwechsel durch das derzeitige mikrobielle Leben auf dem Mars untersucht wurde . Die Lander verwendeten einen Roboterarm, um Bodenproben in versiegelten Testbehältern des Fahrzeugs zu sammeln. Die beiden Lander waren identisch, so dass die gleichen Tests an zwei Stellen auf der Marsoberfläche durchgeführt wurden. Wikinger 1 in der Nähe des Äquators und Wikinger 2 weiter nördlich. Das Ergebnis war nicht schlüssig und wird von einigen Wissenschaftlern immer noch bestritten.

Beagle 2
Nachbildung des 33,2 kg schweren Beagle-2- Landers
Rover-Konzeptgrafik des
Mars Science Laboratory

Beagle 2 war ein erfolgloser britischer Marslander, der Teil der Mars Express- Mission 2003 der Europäischen Weltraumorganisation war . Sein Hauptzweck war es, nach Lebenszeichen auf dem Mars in der Vergangenheit oder Gegenwart zu suchen . Obwohl es sicher gelandet ist, konnte es seine Sonnenkollektoren und seine Telekommunikationsantenne nicht richtig einsetzen.

ENTLARVEN

EXPOSE ist eine Mehrbenutzereinrichtung, die 2008 außerhalb der Internationalen Raumstation für Astrobiologie eingerichtet wurde. EXPOSE wurde von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) für langfristige Raumflüge entwickelt , mit denen organische Chemikalien und biologische Proben im erdnahen Orbit dem Weltraum ausgesetzt werden können .

Mars Science Laboratory

Die Mission des Mars Science Laboratory (MSL) landete den Curiosity Rover , der derzeit auf dem Mars in Betrieb ist . Es wurde 26. November 2011 ins Leben gerufen, und landete am Gale - Krater am 6. August 2012 Mission Zielen sind , um Hilfe Mars beurteilen Bewohnbarkeit und dabei, festzustellen , ob Mars ist oder jemals in der Lage zu Unterstützung des Leben , sammeln Daten für ein zukünftigen menschlichen Mission , Studium der Marsgeologie, ihres Klimas und weitere Bewertung der Rolle, die Wasser , ein wesentlicher Bestandteil des Lebens, wie wir es kennen, bei der Bildung von Mineralien auf dem Mars spielte.

Tanpopo

Die Tanpopo- Mission ist ein orbitales Astrobiologie-Experiment, das den möglichen interplanetaren Transfer von Leben, organischen Verbindungen und möglichen terrestrischen Partikeln in der erdnahen Umlaufbahn untersucht. Ziel ist es, die Panspermie- Hypothese und die Möglichkeit eines natürlichen interplanetaren Transports von mikrobiellem Leben sowie präbiotischen organischen Verbindungen zu bewerten . Frühe Missionsergebnisse zeigen, dass einige Klumpen von Mikroorganismen mindestens ein Jahr im Weltraum überleben können. Dies könnte die Idee stützen, dass Klumpen von mehr als 0,5 Millimetern Mikroorganismen eine Möglichkeit für die Ausbreitung des Lebens von Planet zu Planet sein könnten.

ExoMars Rover
ExoMars Rover-Modell

ExoMars ist eine Robotermission zum Mars, um nach möglichen Biosignaturen des Marslebens in Vergangenheit oder Gegenwart zu suchen . Diese astrobiologische Mission wird derzeit von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) in Zusammenarbeit mit der russischen Weltraumagentur (Roscosmos) entwickelt. Es ist für den Start im Jahr 2022 geplant.

Mars 2020

Die Rover-Mission Mars 2020 wurde am 30. Juli 2020 von der NASA gestartet. Sie wird Umgebungen auf dem Mars untersuchen, die für die Astrobiologie relevant sind, ihre geologischen Oberflächenprozesse und ihre Geschichte untersuchen, einschließlich der Bewertung ihrer früheren Bewohnbarkeit und des Potenzials zur Erhaltung von Biosignaturen und Biomolekülen in zugänglichen geologischen Materialien . Das Science Definition Team schlägt dem Rover vor, mindestens 31 Proben von Gesteinskernen und Boden für eine spätere Mission zu sammeln und zu verpacken, um sie für eine genauere Analyse in Laboratorien auf der Erde zurückzubringen. Der Rover könnte Messungen und Technologiedemonstrationen durchführen, um den Konstrukteuren einer menschlichen Expedition zu helfen, die von Marsstaub ausgehenden Gefahren zu verstehen und zu demonstrieren, wie Kohlendioxid (CO 2 ) gesammelt werden kann , das eine Ressource für die Herstellung von molekularem Sauerstoff (O 2 ) und Raketentreibstoff sein könnte .

Europa Clipper

Europa Clipper ist eine Mission, die von der NASA für einen Start im Jahr 2025 geplant ist. Sie wird eine detaillierte Aufklärung von Jupiters Mond Europa durchführen und untersuchen, ob sein innerer Ozean lebensfähige Bedingungen beherbergen könnte. Es wird auch bei der Auswahl zukünftiger Landeplätze helfen .

Vorgeschlagene Konzepte

Eisbrecher Leben

Icebreaker Life ist eine Lander-Mission, die für das NASA- Entdeckungsprogramm für die Startmöglichkeit 2021 vorgeschlagen wurde , aber nicht für die Entwicklung ausgewählt wurde. Es hätte einen stationären Lander gehabt, der eine nahezu Kopie des erfolgreichen Phoenix von 2008 wäre, und es hätte eine verbesserte astrobiologische wissenschaftliche Nutzlast mitgeführt, einschließlich eines 1 Meter langen Kernbohrers, um eiszementierten Boden in den nördlichen Ebenen zu untersuchen eine Suche nach organischen Molekülen und Hinweise auf aktuelles oder vergangenes Leben auf dem Mars . Eines der Hauptziele der Mission Icebreaker Life ist es, die Hypothese zu testen , dass der eisreiche Boden in den Polarregionen aufgrund des Schutzes des Eises vor Oxidationsmitteln und Strahlung erhebliche Konzentrationen an organischen Stoffen aufweist .

Reise nach Enceladus und Titan

Journey to Enceladus und Titan ( JET ) ist ein astrobiology Missionskonzept das beurteilen Bewohnbarkeit Potenzial von Saturn ‚s Monde Enceladus und Titan mittels eines Orbiters.

Enceladus Lebensfinder

Enceladus Leben Finder ( ELF ) ist eine vorgeschlagene Mission Astrobiologie Konzept für eine Raumsonde soll die Beurteilung Bewohnbarkeit des internen Wasser Ozean von Enceladus , Saturn ‚s sechstgrößte Mond .

Lebensuntersuchung für Enceladus

Die Lebensuntersuchung für Enceladus ( LIFE ) ist ein vorgeschlagenes Konzept für die Rückgabe von Proben aus der Astrobiologie. Das Raumschiff würde in die Saturn- Umlaufbahn eintreten und es mehreren Vorbeiflügen durch Enceladus 'eisige Federn ermöglichen, eisige Wolkenteilchen und flüchtige Stoffe zu sammeln und sie auf einer Kapsel zur Erde zurückzubringen. Das Raumschiff kann Enceladus 'Federn, den E-Ring des Saturn und die obere Atmosphäre des Titan abtasten .

Oceanus

Oceanus ist ein Orbiter, der 2017 für die Mission Nr. 4 der New Frontiers vorgeschlagen wurde . Er würde zum Mond des Saturn , Titan , reisen , um seine Bewohnbarkeit zu beurteilen . Oceanus ' Ziel ist es, die organische Chemie , Geologie, Schwerkraft und Topographie von Titan aufzudecken , 3D-Aufklärungsdaten zu sammeln, die organischen Stoffe zu katalogisieren und festzustellen, wo sie mit flüssigem Wasser interagieren können.

Entdecker von Enceladus und Titan

Explorer of Enceladus and Titan ( E 2 T ) ist ein Orbiter-Missionskonzept, das die Entwicklung und Bewohnbarkeit der Saturn-Satelliten Enceladus und Titan untersuchen soll . Das Missionskonzept wurde 2017 von der Europäischen Weltraumorganisation vorgeschlagen .

Siehe auch

Verweise

Literaturverzeichnis

Weiterführende Literatur

  • D. Goldsmith, T. Owen, Die Suche nach dem Leben im Universum , Addison-Wesley Publishing Company, 2001 (3. Auflage). ISBN   978-1891389160

Externe Links