2015, dåvarande NASA:s chefsforskare Ellen Stofan sa att, "Jag tror att vi kommer att ha starka indikationer på liv bortom jorden under det kommande decenniet och definitiva bevis under de kommande 10 till 20 åren." Med flera uppdrag planerade för att söka fiendebevis på liv (förr och nu) på Mars och i det yttre solsystemet, detta verkar knappast vara en orealistisk bedömning.

Men självklart, Att hitta bevis på liv är ingen lätt uppgift. Förutom oro över kontaminering, det finns också och riskerna med att arbeta i extrema miljöer – som att leta efter liv i solsystemet säkerligen kommer att innebära. Alla dessa farhågor togs upp vid en ny FISO-konferens med titeln "Towards In-Situ Sequencing for Life Detection", värd av Christopher Carr från MIT.

Carr är en forskare vid MIT:s Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS) och en forskare vid avdelningen för molekylärbiologi vid Massachusetts General Hospital. I nästan 20 år, han har ägnat sig åt studiet av liv och sökandet efter det på andra planeter. Därför är han också den vetenskapliga huvudforskaren (PI) för instrumentet Search for Extra-Terrestrial Genomes (SETG).

Ledd av Dr. Maria T. Zuber – E. A. Griswold-professorn i geofysik vid MIT och chef för EAPS – omfattar den tvärvetenskapliga gruppen bakom SETG forskare och forskare från MIT, Caltech, Brown University, arvard, och Claremont Biosolutions. Med stöd från NASA, SETG-teamet har arbetat med utvecklingen av ett system som kan testas för livet på plats.

Vi introducerar sökandet efter utomjordiskt liv, Carr beskrev det grundläggande tillvägagångssättet så här:

"Vi skulle kunna leta efter livet som vi inte känner till det. Men jag tror att det är viktigt att utgå från livet som vi känner det – att utvinna både livets egenskaper och livets egenskaper, och fundera på om vi ska leta efter livet som vi känner det också, i samband med att söka efter liv bortom jorden."

Mot detta mål, SETG-teamet försöker utnyttja den senaste utvecklingen inom biologiska tester på plats för att skapa ett instrument som kan användas av robotuppdrag. Dessa utvecklingar inkluderar skapandet av bärbara DNA/RNA-testenheter som MinION, samt undersökningen Biomolecule Sequencer. Framförd av astronauten Kate Rubin 2016, detta var den första DNA-sekvenseringen någonsin som ägde rum ombord på den internationella rymdstationen.

Bygger på dessa, och det kommande programmet Genes in Space – som gör det möjligt för ISS-team att sekvensera och undersöka DNA-prover på plats – SETG-teamet letar efter att skapa ett instrument som kan isolera, upptäcka, detektera, och klassificera alla DNA- eller RNA-baserade organismer i utomjordiska miljöer. I processen, det kommer att tillåta forskare att testa hypotesen att liv på Mars och andra platser i solsystemet (om det finns) är relaterat till livet på jorden.

För att bryta ner denna hypotes, det är en allmänt accepterad teori att syntesen av komplexa organiska ämnen – som inkluderar nukleobaser och ribosprekursorer – inträffade tidigt i solsystemets historia och ägde rum i solnebulosan som alla planeterna bildades av. Dessa organiska ämnen kan sedan ha levererats av kometer och meteoriter till flera potentiellt beboeliga zoner under den sena tunga bombningen.

Känd som lithopansemia, denna teori är en liten vridning på tanken att livet fördelas över hela kosmos av kometer, asteroider och planetoider (alias panspermia). När det gäller jorden och Mars, bevis för att liv kan vara relaterat är delvis baserat på meteoritprover som är kända för att ha kommit till jorden från den röda planeten. Dessa var själva produkten av asteroider som träffade Mars och sparkade upp utstötningar som till slut fångades in av jorden.

Genom att undersöka platser som Mars, Europa och Enceladus, forskare kommer också att kunna engagera sig i ett mer direkt tillvägagångssätt när det gäller att söka efter liv. Som Carr förklarade:

"Det finns ett par huvudsakliga tillvägagångssätt. Vi kan ta en indirekt strategi, tittar på några av de nyligen identifierade exoplaneterna. Och förhoppningen är att med James Webb Space Telescope och andra markbaserade teleskop och rymdbaserade teleskop, att vi kommer att vara i en position att börja avbilda exoplaneternas atmosfärer i mycket större detalj än vad karaktäriseringen av dessa exoplaneter har [tillåtit] hittills. Och det kommer att ge oss high-end, det kommer att ge möjligheten att titta på många olika potentiella världar. Men det kommer inte att tillåta oss att åka dit. Och vi kommer bara att ha indirekta bevis genom, till exempel, atmosfäriska spektra."

Mars, Europa och Enceladus erbjuder en direkt möjlighet att hitta liv eftersom alla har visat på förhållanden som är (eller var) gynnsamma för livet. Medan det finns gott om bevis för att Mars en gång hade flytande vatten på sin yta, Europa och Enceladus har båda hav under ytan och har visat bevis på att de är geologiskt aktiva. Därav, varje uppdrag till dessa världar skulle få i uppdrag att leta på rätt platser för att upptäcka bevis på liv.

På Mars, Carr noterar, detta kommer att handla om att leta på platser där det finns ett vattenkretslopp, och kommer sannolikt att involvera lite spelunking:

"Jag tror att vårt bästa val är att komma åt underytan. Och det här är väldigt svårt. Vi måste borra, eller på annat sätt komma åt områden under räckhåll för rymdstrålning som kan förstöra organisk materiel. Och en möjlighet är att gå till nya nedslagskratrar. Dessa nedslagskratrar kunde exponera material som inte var strålningsbehandlat. Och kanske skulle en region dit vi skulle vilja åka vara någonstans där en ny nedslagskrater skulle kunna ansluta till ett djupare underjordiskt nätverk – där vi kan få tillgång till material som kanske kommer ut ur underjorden. Jag tror att det förmodligen är vårt bästa val för att hitta liv på Mars idag för tillfället. Och ett ställe vi kunde leta skulle vara inom grottor; till exempel, ett lavarör eller någon annan typ av grottsystem som skulle kunna erbjuda UV-strålningsskärmning och kanske också ge viss tillgång till djupare områden inom Mars yta."

När det gäller "havsvärldar" som Enceladus, Att leta efter tecken på liv skulle sannolikt innebära att utforska dess södra polarområde där höga vattenplymer har observerats och studerats tidigare. På Europa, det skulle troligen innebära att man söker sig till "kaosregioner", de platser där det kan finnas interaktioner mellan ytisen och det inre havet.

Att utforska dessa miljöer innebär naturligtvis några allvarliga tekniska utmaningar. Till att börja, det skulle kräva omfattande planetskydd för att säkerställa att kontaminering förhindrades. Dessa skydd skulle också vara nödvändiga för att säkerställa att falska positiva resultat undviks. Inget värre än att upptäcka en DNA-stam på en annan astronomisk kropp, bara för att inse att det faktiskt var en hudflaka som föll in i skannern innan lanseringen!

Och så finns det svårigheterna med att utföra ett robotuppdrag i en extrem miljö. På Mars, det finns alltid frågan om solstrålning och dammstormar. Men på Europa, det finns den extra faran som Jupiters intensiva magnetiska miljö utgör. Att utforska vattenplymer som kommer från Enceladus är också mycket utmanande för en orbiter som sannolikt skulle rusa förbi planeten vid den tiden.

Men med tanke på potentialen för vetenskapliga genombrott, ett sådant uppdrag är det väl värt mödan. Det skulle inte bara tillåta astronomer att testa teorier om evolution och distribution av liv i vårt solsystem, det skulle också kunna underlätta utvecklingen av avgörande teknik för rymdutforskning, och resultera i några seriösa kommersiella tillämpningar.

Med blicken mot framtiden, framsteg inom syntetisk biologi förväntas leda till nya behandlingar för sjukdomar och förmågan att 3-D-printa biologiska vävnader (aka. "bioprinting"). Det kommer också att bidra till att säkerställa människors hälsa i rymden genom att ta itu med förlust av bentäthet, muskelatrofi, och nedsatt organ- och immunfunktion. Och så finns det möjligheten att odla organismer speciellt designade för liv på andra planeter (kan man säga terraforming?)

Ovanpå allt det, förmågan att utföra in-situ sökningar efter liv på andra solplaneter ger också forskare möjlighet att svara på en brännande fråga, en som de har kämpat med i decennier. Kortfattat, är kolbaserat liv universellt? Än så länge, alla försök att besvara denna fråga har till stor del varit teoretiska och har involverat den "lågt hängande fruktsorten" – där vi har letat efter tecken på liv som vi känner det, med huvudsakligen indirekta metoder.

Genom att hitta exempel som kommer från andra miljöer än jorden, vi skulle ta några avgörande steg för att förbereda oss för de typer av "nära möten" som kan hända på vägen.