چرا ناسا در خورشید‌گرفتگی پیش رو، باکتریهایی را به همراه بالن به آسمان میفرستد؟

خورشید‌گرفتگی شرایطی مشابه مریخ در لایه‌های بالای جو زمین به وجود می‌آورد. ناسا این فرصت را غنیمت شمرده و به کمک دانش‌آموزان قصد دارد حیات باکتریهای زنده را در این شرایط مورد بررسی قرار دهد. اینکه ناسا چرا با همکاری دانش‌آموزان این کار را انجام میدهد را در ادامه خواهید دانست.

همزمان با خورشید‌گرفتگی که قرار است هفته آینده در تاریخ ۲۱ آگوست/۳۰ مرداد اتفاق بیفتد، قصد دارد بیش از ۵۰ بالن تحقیقاتی را در ۲۰ منطقه از آمریکا تا ارتفاع ۳۰ کیلومتری زمین یعنی لایه استراتوسفر به پرواز در بیاورد. این بالنها تجهیزاتی همچون دوربینهای رزبری‌پای برای فیلمبرداری، سنسورهای هواشناسی و مودمهای ارتباطی جهت پخش زنده این رویداد را با خود حمل میکنند. همچنین تعدادی برچسب فلزی آغشته به باکتریهای بسیار مقاوم و بی‌خطر نیز همراه برخی از بالنها ارسال میشوند تا با توجه به فراهم بودن شرایط خاص در هنگام کسوف، امکان زندگی بر روی مریخ بررسی شود.

هر بار که یک کاوشگر فضایی به سیاره سرخ (مریخ) فرستاده میشود، میکروارگانیسمهایی نیز به آن چسبیده و سوار بر مرکب به اعماق فضا مهاجرت میکنند. این باکتریها وقتی به مریخ میرسند چه بلایی سرشان می‌آید؟ آیا جهش پیدا میکنند؟ میمیرند؟ و یا بدون تغییر، به زندگی خود میلیونها کیلومتر آنسوتر ادامه میدهند؟ برای پاسخ به این سوالات نیازمند آزمایش بر روی زمین هستیم، و کسوف ۲۱ آگوست فرصت مناسبی برای انجام این کار است.

این بالن ها به عنوان بخشی از یک پروژه تحقیقاتی توسط دانش‌آموزان دبیرستانی و به سرپرستی آنجیلا دس جردینس از دانشگاه ایالتی مونتانا به آسمان ارسال میشوند که این موضوع جیم گرین مدیر علوم سیاره‌ای ناسا را به اشتیاق آورده است طوری که وی بیان داشت «احساس میکنم در مریخ هستم»

قسمت فوقانی استراتوسفر زمین – درست بالای لایه اوزون – با وجود دمای منهای ۳۵ درجه‌، غلظت هوای بسیار کم و جلوگیری از تابشهای فرابنفش شرایطی بسیار مشابه سطح مریخ دارد. در طول خورشید‌گرفتگی این شرایط تشدید شده و مشابهت آن با سطح مریخ افزایش پیدا میکند. در این حالت دما به میزان بیشتری افت پیدا میکند و ماه با پوشش دادن خورشید جلوی مقداری از تابشهای فرابنفش را میگیرد که این موضوع شرایط تابشی را بسیار شبیه سیاره سرخ میکند. به گفته جیم گرین این آزمایش واقعا یک تست اخترفیزیکی و محافظت سیاره‌ای برجسته تلقی میشود.

باکتریهایی که تا دمای ۱۲۵ درجه سانتی‌گراد را تحمل میکنند و از بین بردن آنها در این شرایط سخت، ۱۴۰ ساعت زمان میخواهد!

در این آزمایش از باکتریهای Paenibacillus xerothermodurans استفاده شده است که برای اولین بار در سال ۱۹۷۳ در زمینهای اطراف پایگاه فضایی کندی در جزیره مریت آمریکا یافت شد. این نوع از باکتری با ایجاد سپرهای دفاعی میتوانند شرایط بسیار سخت دمایی را تحمل کنند طوری که برای از بین رفتن ۹۰درصد این باکتریها در دمای ۱۲۵ درجه سانتی‌گراد ۱۴۰ ساعت زمان لازم است. به گفته دیوید اسمیت – یکی از محققان ناسا – این باکتریها بسیار انعطاف پذیر بوده و توانایی خوبی در تطابق با شرایط محیطی مختلف دارند.

این باکتریها که خطری برای افراد و محیط زیست ندارند هفته پیش برای گروهی از دانش‌آموزان ارسال شد. تنها ۳۴ عدد از این بالنها حامل این باکتریها خواهند بود. باکتریها بر روی دو صفحه فلزی کوچک قرار گرفته‌اند. یکی از آنها به عنوان مرجع برای دانش‌آموزان باقی میماند و دیگری به همراه بالن حمل میشود. هر ۱۵ دقیقه با توجه به سایه ماه بر روی زمین یکی از بالنها رها میشوند و بعد از ۲ ساعت پرواز و رسیدن به لایه استراتوسفر به دلیل افت فشار هوا میترکند و قطعه فلزی به همراه چتری با سرعت آرام بر روی زمین می‌افتد. دانش‌آموزان این قطعات فلزی را به وسیله GPS ردیابی کرده و بعد از یافتن آنها برای بررسی بیشتر به ناسا ارسال میکنند.

صفحات آغشته با باکتری – ناسا

محققین ناسا بعد از تحویل گرفتن این قطعات فلزی کار آنالیز آنها را آغاز میکنند. اینکه چه تعداد از باکتریها مرده‌اند، آیا DNA آنها به هر شکلی تغییر پیدا کرده است یا خیر. زنده بودن تعدادی از این باکتریها به معنی بقای آنها در مریخ است. این را میدانیم که Paenibacillus xerothermodurans ها فقط در اطراف تجهیزات فضایی کشف شده‌اند و با اطمینان نمیتوان گفت تعدادی از آنها به همراه فضاپیما منتقل شده است ولی صرفنظر از این موضوع، بررسی بیشتر این باکتریها باعث درک چگونگی رفتار آنها در مریخ خواهد شد و ناسا درک بهتری از ریسک آلودگی سایر دنیاها در هنگام مسافرتهایی فضایی خواهد داشت.

میلیونها دلار صرف ساخت فضاپیماها، کاوشگرها و سایر تجهیزات فضایی میشود. هدف نهایی یافتن سیاره‌ای برای زندگی است. ولی اگر بدانیم که باکتریهای مقاوم قادر به تحمل شرایط خاص نیستند قطعا دنبال یافتن سرنخهایی از زندگی بر روی سایر سیاراتی که شرایطی مشابه دارند نخواهیم بود.

ناسا تاکنون آزمایشهای اندکی را با بالنها انجام داده است که هیچ‌کدام در رابطه با حمل باکتری‌ها نبوده است. ارسال ۳۰ بالن به صورت همزمان به دلیل شرایط خاصی است که خیلی کم امکان اتفاق افتادن آن وجود دارد. کسوف زمینه‌ای را فراهم کرده است که آزمایش گسترده‌ای در سراسر یک منطقه جغرافیایی صورت بگیرد، کاری که ابدا در آزمایشگاه امکان انجام آن وجود ندارد.

شما نمیدانید که این کار چقدر دانش‌آموزان را خوشحال و هیجان‌زده میکند!

با توجه به اینکه جیم گرین در دوران دبیرستان شانس استفاده از تلسکوپ رصدخانه‌ای برای مشاهده خورشید را داشت که از همین طریق نیز به نجوم علاقه‌مند شده و وارد عرصه فضایی شد، با انجام این پروژه در دبیرستانها امیدوار است تا حس کنجکاوی و علاقه دانش‌آموزان را برانگیخته کند، به امید اینکه روزی به آستروبیولوژیستها آینده و افسران محافظ سیاره‌ای مبدل شوند چرا که به گفته وی این کار دانش‌آموزان را بسیار هیجان زده کرده و علاقه و استعدادهای نهفته آنها را برانگیخته میکند.