زمانی که ناسا فضاپیمای گالیلئو را از بند گرانش زمین رهانید، کارل سیگن (Carl Sagan) ایدهای در سر داشت و ما اکنون به این باور رسیدهایم که او چقدر نابغه بود.
وقتی صبح یکی از روزهای ژانویهی ۱۹۸۶ شاتل فضایی چلنجر پرواز ۷۳ ثانیهای خود را به رخ جهان کشید، عواقب آن به تدریج کل صنعت فضایی را تحت تأثیر قرار داد. یکی از این نتایج، مأموریت کمتر شناخته شدهی گالیلئو به مشتری بود. این فضاپیما که یک میلیارد دلار برای ناسا آب خورده بود، قرار شد در مدار این سیارهی بزرگ بچرخد، قمرهای متعدد آن را مطالعه کند و در نهایت یک کاوشگر به اتمسفر آن بفرستد.
گالیلئو قرار بود سفرش را از نوک راکت استیج Centaur آغاز کند. و بعد از این که داخل یک شاتل فضایی در مدار قرار گرفت، به سمت مشتری راه بیافتد. ولی در نتیجهی بررسی شرایط بحرانی، ناسا تصمیمش بر آن شد که پرتاپ یک راکت سنتاور خاموش با استفاده از شتابدهندهی شاتل زیادی خطرناک است.
هیچ چیز دیگری آن قدر قدرت نداشت که فضاپیمای گالیلئو را به مدارش برساند. به همین دلیل تا یافتن راه دیگری توسط تیم مأموریت، سنتاور جدا شد. راهحل قلابسنگهای گرانشی بود که گالیلئو را به دور زهره میفرستاد تا سرعت لازم برای پرتاب آن به طرف مشتری فراهم شود. این راهحل، صحنه را برای یکی از الهامبخشترین آزمایشهای فضایی آماده کرد.
گالیلئو در روز هجدهم اکتبر ۱۹۸۹ سفر غیرمستقیماش را داخل شاتل آتلانتیس شروع کرد. پس از این بود که کارل سیگن، ستارهشناس، ایدهی عجیباش را مطرح کرد: استفاده از پروازهای نزدیک به زمین به عنوان فرصتی برای منعطف کردن جهت تجهیزات گالیلئو رو به زمین، به منظور آزمایش توانایی تشخیص حیات هوشمند با اطلاعات برگشتی. در آن زمان فضاپیمای ناسا ۶۰ سیاره و ماه را رصد کرده بود ولی در هیچ یک از آنها نشانهای از حیات هوشمند نبود.
اگر ما نشانههای حیات را روی زمین پیدا کنیم، به این معنی است که نتایج منفی در مکانهای دیگر واقعاً معنادار بودهاند.
سیگن در یک برنامهی تلویزیونی اظهارنظر فوق را ابراز کرد و ناسا از ایدهی او خوشش آمد.
گالیلئو برای اولین بار روز هشتم دسامبر ۱۹۹۰، از سمت نیمکرهای که شب بود، به زمین نزدیک شد. فاصلهی گالیلئو از سطح دریای تاریک کارائیب فقط ۹۶۰ کیلومتر بود؛ یعنی ۴۰ برابر نزدیکتر از یک ماهوارهی زمینثابت. سیستم تصویربرداری آن و سه طیفسنجاش روی زمین با نواحی مرئی، فرابنفش، فروسرخ و رادیویی طیف آزمایش شده بودند. قرار بر این شد که با این اطلاعات مثل اطلاعاتی رفتار شود که از سیارههای بیگانه جمعآوری میگردد. و حضور موجودات زنده برای کسانی که به دنبال حیات فرازمینی بودند حکم “فرضیهی نهایی” را داشت. در چنین فاصلهی قریبی، ردیابی موجودات زنده که در لو دادن خود استاد هستند، چقدر میتواند دشوار باشد؟
عضو ارشد تیم، Don Gurnett، که مسئولیت بخش طیفسنج نشری پلاسمای فضاپیما را بر عهده داشت میگوید:
آنها برای یافتن هر گونه شواهدی که بتوان کار را آغاز کرد، سخت تلاش نمودند.
با تکنولوژی دههی ۱۹۸۰، وضوح تصویربرداری گالیلئو در بهترین شرایط و در نور روز فقط یک کیلومتر در هر پیکسل بود. این به آن معنا بود که فقط ساختارهای زمینشناسی، مصنوعی با مقیاسی بالاتر از وضوح تصاویر میتوانستند دیده شوند؛ چیزهایی مثل شهرها، باریکهها و مزارع کشاورزی. بدبختانه بهترین تصاویر هم متعلق به استرالیا و قطب جنوب بود که قسمت اعظمشان بدون سکونت است (تصاویر را ببنید). مزارع ساحلی استرالیا نشانی از چیزی مینمود ولی نمیتوانست به طور قانعکنندهای متمایز باشد. خبرها اصلاً خوب نبود!
جویندگان حیات شروعی ضعیف را در کارنامهی خود ثبت کردند. تنها شاهد مستقیم آنها و بلکه خبر خوبشان آن بود که آب در زمین فراوان است. آب مایع احتمالاً برای وجود حیات الزامی است ولی این هم کافی نبود.
اطلاعات دیگری هم وجود داشت. برای مثال گالیلئو وجود متان را در اتمسفر زمین ثبت کرد. متان نشانهی غیرمبهم حیات نیست، ولی نور خورشید آن را تجزیه میکند؛ پس هر مقدار متانی که از زمان تشکیل منظومهی شمسی به وجود آمده، باید از بین رفته باشد. چیزی روی سطح سیاره باید دائماً آن را تولید کند تا در اتمسفر دیده شود. ما بر این واقعیت واقفیم که قسمت اعظم متان در اتمسفر زمین حاصل تنفس باکتریها، برنجکاری و البته کار گاوهاست. ولی نباید از یاد برد که آتشفشانها هم متان تولید میکنند؛ پس به طور قطع نمیتوان متان را به حیات ربط داد.
سطوح بالای اکسیژن در جو هم به دانشمندان چشمک میزد. این گازِ بسیار واکنشپذیر در طول زمان ترکیبات پایدارتری تشکیل میدهد. پس چیزی باید روی سطح زمین آن را پمپاژ کرده باشد.
بخش خشکی زمین هم سرنخها مهمی فراهم کرد. بخش اعظمی از خشکی پوشیده از رنگدانهای است که قویاً قسمت قرمز طیف الکترومغناطیس را جذب میکند. بر اساس گزارشهای محققان هم این رنگدانه با هیچ “مادهی معدنی احتمالی” ارتباط نداشت. این رنگدانهی کلروفیل، در طیف نور بازتانی از زمین یک دره به وجود میآورد. اخترزیستشناسان امروزه به آن “red edge” میگویند و فکر میکنند که حضور آن به طور منحصر به فردی نشاندهندهی مولکولهای جذبکنندهی نور، دخیل در فتوسنتز میباشد.
میتوانیم red edge را به طور قاطعانهای با حیات ارتباط دهیم ولی نه ضرورتاً حیات هوشمند. “بیشترین شواهدی که از گالیلئو به دست آمده با یک فضاپیمای نزدیک پرواز دیگر در فاصلهی دو میلیارد سالی هم میتواند کشف شود”.
آخرین سرنخ مهم مربوط به طیفسنج نشری پلاسمای Gurnett بود که امواج رادیویی را از سطح زمین ثبت کرده بود. با نگاه کردن به این امواج میتوان فهمید آنها طبیعی نیستند. دانشمندان امواج بین تاکسیها را در آمریکای جنوبی ردیابی کرده بودند. این یکی دیگر شوخی نبود. “در بین همهی اندازهگیریهای علمی گالیلئو، این سیگنالها تنها نشانگر حیات هوشمند، زندگی با تکنولوژی روی زمین هستند”. این جملات در مقالهای ظاهر شد که سال ۱۹۹۳ مقالهی کاور Nature شد.
مایهی تعجب است که مقاله در آن زمان توجهات زیادی به سمت خود جلب نکرد. مخصوصاً اگر با وویجر ۱ مقایسه کنیم که مشابه همین امواج را در خارج از منظومهی شمسی پیدا کرد.
۲۵ سالی طول کشید تا این کار جلب نظر کند. اگر از دید آن زمان نگاه کنیم، کار بدیع و اگر از نگاه علم امروز بنگریم، کاری ابتدائی است. ولی به قطع میتوان گفت که سیگن حداقل یک دهه از تیمش جلوتر بوده است.
سیگن سال ۱۹۹۲ در سن ۶۲ سالگی و در آغاز عصری جدید درگذشت. تنها یک سال پیش از مرگ او، اولین سیارهی فراخورشیدی در مدار یک ستارهی شبیه خورشید کشف شد. امروزه سیارات فراخورشیدی همه جا یافت میشوند و تاکنون نزدیک به ۴۰۰۰ مورد از آنها تأیید شده است. و آزمایشهای پرواز نزدیک به زمین گالیلئو الهامبخش نسل جدیدی بوده است.
امروزه ناسا برای جستجوی حیات متمرکز شده است. ماهوارهی نقشهبرداری فراخورشیدی گذران (TESS) هجدهم آوریل برای پیدا کردن سیارات فراخورشیدی در مدار درخشانترین و نزدیکترین ستارهها راهی فضا شد. پس از این، تلسکوپ فضایی جیمز وب در سال ۲۰۲۰ پرتاب خواهد شد و یافتههای غیرموازی آن را میتوان با امیدوارکنندهترین یافتههای تِس مقایسه کرد. جیمز وب میتواند طیف دقیقی از اتمسفر سیارات فراخورشیدی در کهکشانهای همسایه را در اختیارمان قرار دهد.
آیا گذر مستقیم از اتمسفر این سیارات دور red edge آنها را آشکار خواهد کرد؟ آیا چیزهایی خواهیم یافت که ما را به یاد گالیلئو بیاندازد؟ به زودی خواهیم فهمید.