Как работают астробиологи?

Не так давно космический аппарат MAVEN добрался до Марса, и NASA готовится собирать данные, которые могут раскрыть атмосферную историю Красной планеты. По достижении орбиты 21 сентября 2014 года MAVEN и его команда начали изучать то, как и когда деградировала атмосфера Марса, а также пытаться выяснить, куда и как исчезла жидкая вода на планете. Нам крайне важно узнать, как именно Марс оказался неспособным поддерживать жизнь.

Орбитальный аппарат MAVEN — всего лишь одна из многих миссий, в которых астробиологи играют крайне важную роль. NASA определяет астробиологию как «изучение происхождения, эволюции, распределения и будущего жизни во Вселенной». Это поле занимает крайне большую площадь в работе агентства. Тем не менее астробиологи — весьма редкий вид.

Астробиология состоялась как наука всего несколько десятилетий назад. Не то чтобы это новое понятие — NASA занимается поисками возможной внеземной жизни с 1960-х годов — просто тогда это была «экзобиология». Институт SETI, который также занимается поисками внеземного разума, начал работать примерно в середине 80-х. Все равно тогда это смотрелось как-то странно.

Сегодня же астробиология — широко распространенная дисциплина. Марсианские орбитальные аппараты и марсоходы, спутниковые эксперименты по размещению микроорганизмов в космосе, поиск потенциально обитаемых планет — всем этим занимаются астробиологи в современном мире.

Широко распространенная не означает вездесущая, стоит отметить. Астробиология — весьма сложная область науки, в которую сложно попасть. Как правило, в университетах этому не учат. Докторов в этой науке мало, научных степеней нет. Поиск внеземной жизни, как правило, производится силами не астробиологов, а команд, в которых затесались биологи, геологи, химики, астрономы, физики и другие.

Поскольку NASA все больше привлекает внимание к астробиологическому аспекту своей работы, интерес к этой области растет. Начинающих ученых привлекает то, что космическая биология — это что-то из разряда фантастики.

Одиноки ли мы?

В самом широком смысле слова астробиология — это наука от жизни. Откуда она берется. Как меняется и адаптируется. Что ей нужно для выживания. Если бы мы узнали все это о жизни, мы могли бы быть в состоянии определить, где еще во вселенной процветают формы жизни и где они прячутся. Также мы могли бы узнать, что в будущем ожидает жизнь на Земле.

Другими словами, астробиология не занимается поисками инопланетян (хотя это было бы круто), а просто ищет улики связи жизни и Вселенной. В каких условиях Вселенная создает, поддерживает и уничтожает жизнь? Что делает одну планету потенциально обитаемой, а другую — нет? Может ли жизнь выжить в экстремальных планетарных условиях?

Или обращаемся к прошлому. Поддерживали ли жизнь другие планеты? Если да, то что случилось с жизнью? Может ли то же самое произойти с Землей? Сужаем поиск. Если существуют планеты с потенциальной жизнью, как их найти? Как определить? Что нам нужно для этого?

Поиск ответов ведется под миллионом разных углов, включая самые очевидные: астрономический, палеонтологический, астрофизический, биологический. Астробиология исследует и проводит эксперименты в космосе, использует планетарные роверы, собирает данные с орбитальных аппаратов и мощнейших телескопов, чтобы заглянуть за пределы нашей Солнечной системы. Все эти проекты нуждаются в поддержке космических агентств. Оттуда берутся деньги и технологии.

Чаще всего астробиологические исследования протекают на Земле, где жизнь уже созрела для исследований. Большинство команд, работающих в сфере астробиологии, включают членов из нескольких сфер науки, потому что у жизни нет одного термина для химии, физики, биологии и генетики. На нее влияет геологическая активность. Она выживает в экстремальных условиях возле глубоководных гидротермальных источников. Биохимики, микробиологи и астрофизики объединяют усилия с океанологами и геологами, а также обращаются к инженерам-робототехникам. По своей сути, междисциплинарный характер астробиологии это один из самых интересных ее атрибутов.

День в астробиологической лаборатории

Типичный день астробиолога может включать анализ снимков космических телескопов или данных со спутника на орбите Марса. Сюда может входить разработка компьютерной модели или погружение с аквалангом. Деньги могут уйти на финансирование работы или на поездку в Арктику.

Большинство астробиологов работают либо в NASA, либо в учебных заведениях, хотя частные фонды также поддерживают работу некоторых астробиологов. Вне зависимости от занятости, астробиология представляет собой маленький мир, в котором организации и команды ученых тесно связаны воедино, будь то источники финансирования, совместные попытки или организации вроде Астробиологического института NASA (NAI). Этот институт представляет собой совместную работу партнерских институтов или отдельных команд по всему миру в режиме онлайн. Одна из таких команд из Аризонского государственного университета изучает элементы, которые являются основными строительными блоками жизни на Земле: углерод, азот, фосфор, железо, а также соотношение доступности этих элементов и связи с водой. На основе этой работы аризонская команда создает компьютерную модель, которая помогает спрогнозировать, может ли конкретная звездная система содержать обитаемую планету.

Другие исследования проводятся в институте SETO. Планетолог Натали Каброль, к примеру, возглавляет команду ученых, изучающих самые высокие в мире вулканические озера. Ее работа включает погружение и свободное плавание на высоте 6000 метров с целью изучения того, как организмы могут выживать в экстремальных условиях.

В Институте Марса ученые создают палаточные городки в высоких широтах Арктики, на необитаемом острове Девон. Там они исследуют условия «полярной пустыни», которая в отдельных аспектах может быть крайне похожа на марсианскую.

Не все астробиологи работают в таких экстремальных условиях. Астроном SETI Дэн Вертхаймер провел десятилетия, анализируя данные массивных радиотелескопов в поисках сигналов за пределами Земли. Ничего не нашел. Но в 2014 году заявил: «Возможно, мы в нескольких годах от обнаружения жизни за пределами Земли».

Вертхаймер также учредил систему SETI@Home, которая позволяет владельцам компьютеров использовать их вычислительную мощь для прочесывания больших массивов данных телескопов.

Ясно одно: карьера астробиолога начинается совершенно в другой научной дисциплине.

Как стать астробиологом?

Едва ли каждый университет сможет выдать ученую степень по астробиологии, но несколько все же есть, например, Penn State и Вашингтонский университет. Также вы не найдете вакансий с тегом «астробиолог» на сайтах поиска работы.

Путь в астробиологи может быть сложным. Есть несколько факторов, которые следует учитывать: на каких исследованиях астробиологии вы хотите сосредоточиться и какое научное направление вам больше по душе?

Хотя почти любая научная дисциплина может пересекаться с астробиологией, проще всего добраться к ней через тесно связанные области: астрофизику, астрономию, микробиологию или аналитическую химию.

Второй вопрос: какое из астробиологических исследований вы хотите продолжить? На этот вопрос сложно ответить на ранней стадии, но чем раньше, тем лучше. Лучше всего присоединиться к уже сложившейся команде астробиологов. Там вы изучите, как работают астробиологи, какие проекты ведут, а заодно узнаете, что интересует вас больше всего.

Если все пойдет по плану, вы сможете сделать карьеру в эксклюзивной сфере науке — а также попытаться ответить на один из самых серьезных вопросов человечества. Что такое жизнь? Как мы сюда попали? Одиноки ли мы в этой гигантской Вселенной?

На данный момент пока никто не нашел научно обоснованных доказательств внеземной жизни. Но кто знает? Возможно, следующее поколение астробиологов найдет микробов на Титане или расшифрует радиосигнал, отправленный нам разумной жизнью из далекой галактики.