Σταμάτης Κριμιζής: Οι περιπέτειες της ανθρωπότητας στον πλανήτη Άρη
Σε περιπτώσεις όπου υπάρχει υγρό νερό, μια πηγή ενέργειας και ορισμένες οργανικές ουσίες, αργά ή γρήγορα θα δημιουργηθεί βιολογική δραστηριότητα. Και αυτή είναι η μεγάλη σημασία νομίζω της ανακάλυψης: ότι το νερό, που νομίζαμε ότι ήταν πάντοτε πάγος στον Άρη, είναι προφανές ότι υπάρχει στο υπέδαφος ως υγρό και επομένως πιθανώς να υπάρχει βιολογική δραστηριότητα.
Ο δρ Κριμιζής, επικεφαλής του Τμήματος Επιστήμης του Διαστήματος της Ακαδημίας Αθηνών και επίτιμος διευθυντής του Τομέα Διαστήματος του Πανεπιστημίου Johns Hopkins των ΗΠΑ, δίνει συνέντευξη στην Ασπασία Δασκαλοπούλου, για το παρελθόν, το παρόν και το μέλλον των περιπετειών της ανθρωπότητας στον πλανήτη Άρη:
Έχουν περάσει ακριβώς 50 χρόνια από τότε που η πρώτη αποστολή προς τον Άρη πέρασε δίπλα από τον Κόκκινο Πλανήτη και τράβηξε τις πρώτες κοντινές φωτογραφίες από έναν άλλο πλανήτη. «Ήταν η πρώτη ψηφιακή κάμερα που υπήρξε ποτέ και τη στείλαμε στον Άρη», θυμάται ο διαστημικός επιστήμονας Σταμάτης Κριμιζής, ο οποίος τότε ήταν μεταπτυχιακός φοιτητής και συνερευνητής στην πρώτη διαστημική αποστολή στον Αρη, με το διαστημόπλοιο Mariner 4.
Ο καθηγητής του, ο James Van Allen, του είχε ζητήσει να κατασκευάσει ένα όργανο για να τοποθετηθεί στο διαστημόπλοιο, ώστε να εξετάσουν εάν υπάρχουν ζώνες Van Allen γύρω από τον Άρη. «Τελικώς τα κατάφερα, το κατασκεύασα και άρχισε να λειτουργεί μόλις ένα μήνα πριν από την εκτόξευση», λέει γελώντας ο δρ Κριμιζής.
«Το Mariner 4 απομυθοποίησε τον Άρη! Οι φωτογραφίες έδειξαν μια επιφάνεια σαν αυτή της ερήμου, σαν την επιφάνεια του φεγγαριού. Ηταν μια μεγάλη απογοήτευση γιατί όλοι περίμεναν ότι πιθανώς να υπάρχουν τα σπουδαία κανάλια που περιέγραψε ο Percival Lowell στις αρχές του 1900 ή τουλάχιστον μια υποτυπώδης ατμόσφαιρα. Ολα αυτά όμως αποδείχθηκαν λάθος».
Ή μήπως όχι; Οι τελευταίες αποκαλύψεις της NASA για την εποχική ύπαρξη τρεχούμενου αλμυρού νερού στην επιφάνεια του Άρη επαναφέρουν το ερώτημα:
Yπάρχει ζωή στον γειτονικό πλανήτη;
– Γνωρίζαμε εδώ και καιρό ότι υπάρχει κάποιας μορφής νερό στον Αρη• τι το συναρπαστικό έφερε η πρόσφατη ανακάλυψη της NASA;
– Ήταν γνωστό εδώ και πολλά χρόνια ότι υπάρχει νερό στον Αρη, αφού από τη δεκαετία του 1970 διακρίναμε τους παγετώνες στο βόρειο και στο νότιο ημισφαίριο. Αυτό που δεν ήταν γνωστό είναι εάν ήταν δυνατό να υπάρχει ρέον ύδωρ στην επιφάνεια. Πριν από περίπου πέντε χρόνια, ένας φοιτητής που δούλευε για κάποιο συνάδελφό μου στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα παρατήρησε σε φωτογραφίες υψηλής ανάλυσης από την επιφάνεια του Αρη κάποια αυλάκια που αντανακλούσαν το φως και συνήθως εμφανίζονταν στις πλαγιές των λόφων και των βουνών. Σε αυτές τις φωτογραφίες, από το όργανο HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) του δορυφόρου Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), μπορεί κανείς να διακρίνει αντικείμενα μεγέθους έως και 20 εκατοστών, και αυτό από ένα ύψος 400 χιλιομέτρων. Τα πλάτη των αυλακιών που παρατήρησε ποίκιλλαν. Τα περισσότερα ήταν στενά, με πάχος μικρότερο από πέντε μέτρα, αλλά υπήρχαν και πλατιά που έφταναν τα 50 και τα 100 μέτρα.
Όλοι έμειναν έκπληκτοι, αλλά περίμεναν να δουν εάν αλλάζει η όψη της επιφάνειας με το πέρασμα του χρόνου και την αλλαγή των εποχών στον Αρη. Και αυτό που παρατήρησαν ήταν ότι τα αυλάκια εμφανίζονταν το καλοκαίρι και εξαφανίζονταν τον χειμώνα.
– Όμως αυτό συνέβη το 2011. Ποια ήταν η τελική απόδειξη που περίμενε η NASA για να ανακοινώσει τα ευρήματά της;
– Το θέμα είναι ότι, ναι, εντάξει, έμοιαζε με νερό αλλά έπρεπε να αποδειχθεί ότι πράγματι είναι. Σε αυτό έδωσε απάντηση ένα άλλο όργανο του δορυφόρου MRO, ο υπερφασματογράφος CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars). Είμαι ιδιαίτερα περήφανος γι’ αυτό το όργανο γιατί το κατασκευάσαμε στο εργαστήριό μας στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins στην Ουάσιγκτον και ως διοικητής στα διαστημικά προγράμματα του πανεπιστημίου επέλεξα έναν από τους συνεργάτες μου και του πρότεινα να γράψουμε μια πρόταση για τον σχεδιασμό και την κατασκευή του πειράματος CRISM. Σκοπός του πειράματος CRISM ήταν να χαρτογραφήσει όλα τα ορυκτά της επιφάνειας του πλανήτη με διακριτικότητα 18 μέτρων. Είναι, λοιπόν, ένα όργανο το οποίο κάνει μια φωτογράφιση της επιφάνειας αλλά σε πολλά διαφορετικά χρώματα, συγκεκριμένα 544 χρώματα, τη στιγμή που ένας κανονικός φασματογράφος διακρίνει μόλις 10 χρώματα.
Το CRISM λοιπόν εστίασε την προσοχή του στην παρατήρηση αυτών των αυλακιών και συγκεκριμένα στην αναζήτηση αλάτων. Η υποψία μας ήταν ότι εάν αυτό που παρατηρούμε στην επιφάνεια είναι πράγματι νερό, θα πρέπει να μπορούμε να ανιχνεύσουμε άλατα, διότι το μόνο υγρό στο οποίο διαλύονται και μεταφέρονται είναι το νερό. Και πράγματι έτσι έγινε. Βρέθηκαν τα άλατα και συγκεκριμένα υπερχλωρικό μαγνήσιο, χλωρικό μαγνήσιο και υπερχλωρικό νάτριο. Αυτά τα άλατα αποδεικνύουν ότι τα αυλάκια του Αρη είναι από νερό. Υγρό ρευστό νερό!
– Το διαστημόπλοιο MRO βρίσκεται στον Άρη από το 2006. Πόσο δύσκολη ήταν αυτή η ανακάλυψη;
– Σκεφτείτε ότι αναλαμβάνετε την ευθύνη να κοιτάξετε έναν χάρτη ολόκληρης της Γης με μια διακριτικότητα, ας πούμε, ενός μέτρου. Τα πρώτα πράγματα που θα σας έκαναν εντύπωση είναι τα ποτάμια, τα βουνά, οι λόφοι και τα δέντρα. Είναι ένα τρομερό εγχείρημα για να καταφέρει κανείς να μελετήσει όλα αυτά τα δεδομένα.
Σκοπός του MRO και των οργάνων του ήταν να κάνουν ακριβώς αυτό: να χαρτογραφήσουν ολόκληρη την επιφάνεια με μια ακρίβεια 20 εκατοστών, με την κάμερα HiRISE, και με ακρίβεια 18 μέτρων για 544 χρώματα, με τον φασματογράφο CRISM. Ξέρετε για τι τεράστιο ποσό δεδομένων μιλάμε; Για να μελετήσει κανείς αυτά τα δεδομένα, χρειάζεται πολύ προσωπικό και πολύ χρόνο.
Επίσης, χρειάζονται παρατηρήσεις μεγάλου χρονικού διαστήματος για να δει κανείς τις αλλαγές της εποχής, γιατί ένα έτος στον Αρη είναι σχεδόν δύο έτη στη Γη. Συγκεκριμένα, ένα έτος στον Άρη διαρκεί 687 γήινες ημέρες.
– Στην ανακοίνωσή τους οι ερευνητές της NASA είπαν ότι «υπό συγκεκριμένες συνθήκες» βρέθηκε υγρό νερό στον Άρη. Ποιες είναι αυτές οι συνθήκες;
– Οι συγκεκριμένες συνθήκες σχετίζονται με την τοποθεσία που βρίσκονται αυτά τα αυλάκια και τη θερμοκρασία. Η θερμοκρασία πρέπει να είναι πάνω από -23 βαθμούς Κελσίου και όσο το δυνατόν πιο κοντά στο μηδέν. Το αλμυρό νερό έχει την ιδιότητα να ρέει σε θερμοκρασίες πολύ κάτω από το μηδέν. Είναι το ίδιο φαινόμενο που δημιουργούμε και εμείς εδώ στη Γη όταν γίνεται μια χιονόπτωση ή υπάρχει πάγος, όπου ρίχνουμε αλάτι και αυτό ελαττώνει τη θερμοκρασία στην οποία μπορεί να λιώσει ο πάγος.
– Ήταν πάντοτε έτσι το τοπίο του Άρη;
– Τα πρώτα 500 εκατομμύρια χρόνια της ύπαρξης των πλανητών, δηλαδή πριν από τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια, ο Άρης είχε μια πολύ πυκνή ατμόσφαιρα και διατηρούσε τεράστιες ποσότητες νερού. Αλλά κατά κάποιο τρόπο αυτό το νερό εξαφανίστηκε μαζί με την ατμόσφαιρα του Άρη. Μια θεωρία, που πιστεύω ότι είναι σωστή, λέει πως η ατμόσφαιρα του Άρη χάθηκε εξαιτίας του σχεδόν ανύπαρκτου μαγνητικού του πεδίου.
Αντίθετα, στη Γη έχουμε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο που εκτείνεται δεκάδες χιλιόμετρα πέρα από αυτήν και την προστατεύει από τον ηλιακό άνεμο. Εάν αυτός ο άνεμος, ο οποίος συνίσταται από πρωτόνια και ηλεκτρόνια και έχει θερμοκρασία από 500.000 έως 1.000.000 βαθμούς Κελσίου, έπεφτε πάνω στην ατμόσφαιρα της Γης, σιγά σιγά θα τη διέλυε, θα την πετούσε στο Διάστημα. Το μαγνητικό πεδίο όμως εμποδίζει τον ηλιακό άνεμο να κατέβει αρκετά χαμηλά ώστε να μας πάρει την ατμόσφαιρά μας.
Ο Άρης, αντίθετα, για άγνωστους μέχρι στιγμής λόγους, έχασε το μαγνητικό του πεδίο και έχει μείνει σήμερα με ένα απομεινάρι μαγνητικού πεδίου από την αρχαιότητα. Και ως εκ τούτου, ο ηλιακός άνεμος έπεσε πάνω στην ατμόσφαιρα του Άρη και ύστερα από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα τη διάβρωσε και την εξαφάνισε. Και κατ’ αυτόν τον τρόπο βέβαια τελείωσε και το νερό γιατί σταμάτησε να βρέχει. Το μόνο νερό που έμεινε ήταν οι πάγοι στον βόρειο και στον νότιο πόλο και ό,τι νερό υπήρχε στο υπέδαφος.
– Η NASA δεν έχει δώσει ακόμα απάντηση στο ποια είναι η πηγή του ρέοντος νερού που βρέθηκε στον Άρη. Εσείς από πού πιστεύετε ότι προέρχεται;
– Πρέπει να είναι από το υπέδαφος γιατί εμφανίζεται εποχικά. Όπως στη Γη ξέρουμε ότι ένας χείμαρρος κατεβάζει νερά τον χειμώνα και ξεραίνεται το καλοκαίρι, στον Άρη, λοιπόν, γίνεται το αντίθετο. Η μόνη εξήγηση μπορεί να είναι ότι υπάρχει ροή στο υπέδαφος και ορισμένο από αυτό το νερό εμφανίζεται στην επιφάνεια από ρωγμές του εδάφους.
– Στην καριέρα σας είχατε συμμετοχή στον σχεδιασμό αποστολών σε κάθε πλανήτη του ηλιακού συστήματος. Εάν μπορούσατε να ταξιδέψετε σ’ έναν από αυτούς, ποιον θα επιλέγατε;
– Θα επέλεγα μάλλον τον Δία. Είναι πράγματι ο βασιλιάς των πλανητών, όπως και ο Ζευς ο βασιλιάς των θεών. Έχει συναρπαστικά τοπία. Στην ατμόσφαιρά του υπάρχουν τεράστιοι άνεμοι που κυκλοφορούν με μεγάλη ταχύτητα, έχει ραβδώσεις στο βόρειο και στο νότιο ημισφαίριο και έχει επίσης και τον κόκκινο κύκλο που είναι μια συνεχής καταιγίδα στην επιφάνειά του. Αλλά κυρίως θα ταξίδευα εκεί για τα φεγγάρια του. Η Ιώ έχει ανά πάσα στιγμή περίπου 14 ενεργά ηφαίστεια, η Ευρώπη είναι καλυμμένη με πάγο αλλά έχει ρωγμές και υπόγειο ωκεανό, ο Γανυμήδης έχει κρατήρες διαφόρων ειδών και η Καλλιστώ καλύπτεται από μια πραγματικά αρχαία επιφάνεια.
– Γιατί τελικά είναι τόσο σημαντικό ότι βρέθηκε νερό σε υγρή μορφή στον Άρη;
– Σε περιπτώσεις όπου υπάρχει υγρό νερό, μια πηγή ενέργειας και ορισμένες οργανικές ουσίες, αργά ή γρήγορα θα δημιουργηθεί βιολογική δραστηριότητα. Και αυτή είναι η μεγάλη σημασία νομίζω της ανακάλυψης: ότι το νερό, που νομίζαμε ότι ήταν πάντοτε πάγος στον Άρη, είναι προφανές ότι υπάρχει στο υπέδαφος ως υγρό και επομένως πιθανώς να υπάρχει βιολογική δραστηριότητα. Μικροβιακή ζωή! Για να τη βρούμε όμως, πρέπει να σκάψουμε στο υπέδαφος, να πάρουμε δείγματα και να τα εξετάσουμε, είτε για απολιθώματα είτε για ζώντα βακτήρια που λειτουργούν και αναπαράγονται σήμερα.
– Σχεδιάζεται ήδη κάποια τέτοια αποστολή στη NASA;
– Υπάρχει μια αποστολή που θα εκτοξευτεί το 2020, η οποία θα έχει τη δυνατότητα να κάνει γεώτρηση ή πιο σωστά αρεότρηση. Αλλά τα δείγματα θα τα εξετάσει επιτόπου με τα όργανα που θα υπάρχουν πάνω στο διαστημόπλοιο. Η γενική γνώμη στη NASA είναι ότι για να γίνει σωστή δουλειά, όσον αφορά την πιθανότητα ανακάλυψης είτε παλαιοβακτηρίων είτε ζώντων βακτηρίων, πρέπει αυτά τα δείγματα του υπεδάφους να επιστραφούν στη Γη, όπου υπάρχουν τεράστια εργαστήρια με όργανα μεγάλης ευαισθησίας που μπορούν να ανιχνεύσουν ακόμα και ελάχιστες ποσότητες βιολογικού υλικού. Αν γίνει κάτι τέτοιο, μάλλον αυτό θα συμβεί κάποια στιγμή στη δεκαετία του 2020, μέχρι το 2030. Και, ξέρετε, δεν είναι τεχνικό το ζήτημα, είναι καθαρά θέμα χρημάτων.
– Ένα από τα προβλήματα σε τέτοιου είδους αποστολές είναι η απολύμανση του διαστημοπλοίου που θα προσεδαφιστεί στον Άρη για να ψάξει για ζωή. Πώς αντιμετωπίζεται αυτό;
– Από την αρχή της διαστημικής εποχής υπάρχει ένας νόμος που έχει συμφωνηθεί από όλα τα κράτη και λέει ότι διαστημόπλοια τα οποία θα αγγίξουν την επιφάνεια πλανητών ή δορυφόρων πρέπει να είναι απολυμασμένα. Και αυτό, γιατί δεν θέλουμε να μεταφερθούν ζωικοί οργανισμοί από τη Γη, να μολύνουν την επιφάνεια και τότε τελικά να μην ξέρουμε εάν τα ευρήματά μας προέρχονται από αυτόν καθαυτόν τον πλανήτη.
Οπότε τα διαστημόπλοια που φεύγουν από τη Γη πρέπει να τα απολυμάνουμε. Η απολύμανση που κάνουμε είναι να τα βάλουμε σε ένα περιβάλλον όπου η θερμοκρασία φτάνει τους 150 βαθμούς Κελσίου και αυτό σκοτώνει τα περισσότερα μικρόβια, αλλά όχι όλα. Και εκεί βρίσκεται το πρόβλημα, διότι δεν μπορούμε να αυξήσουμε τη θερμοκρασία σε υψηλότερα επίπεδα, διότι τότε θα καταστρέψουμε όλα τα ηλεκτρονικά και τα όργανα του διαστημοπλοίου.
Είχαμε μια επιτροπή της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ που εξέτασε ειδικά το ζήτημα της δυνατότητας επιβίωσης διαφόρων μικροβίων πάνω σε διαστημόπλοια. Και πράγματι υπάρχουν ορισμένα βακτήρια που μπορούν όχι μόνο να ζήσουν στο κενό, δηλαδή στο Διάστημα όπου δεν υπάρχει αέρας, αλλά και να αντέξουν μεγάλες δόσεις ραδιενέργειας, που λαμβάνουν από την κοσμική ακτινοβολία, και αυτό γιατί έχουν τη δυνατότητα να επιδιορθώνουν το DNA τους.
Με άλλα λόγια, αυτό που απέδειξε η παραπάνω μελέτη είναι ότι βασικά είναι αδύνατο να απολυμάνει κανείς ένα διαστημόπλοιο και να αποφύγει κάθε δυνατή μόλυνση της επιφάνειας κάποιου ουράνιου σώματος στο Διάστημα. Γίνεται όμως κάθε δυνατή προσπάθεια. Δεν μπορεί να κάνει κανείς κάτι περισσότερο.
– Θα μπορούσε η μικροβιακή ζωή που πιθανώς υπάρχει στον Άρη να εξελιχθεί σε πιο σύνθετη;
– Υπό τις σωστές συνθήκες υπάρχει προφανώς η δυνατότητα να εξελιχθεί αυτή η ζωή, όπως εξελίχθηκε στη Γη. Αλλά δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι ο Άρης έχει ένα πολύ αφιλόξενο τοπίο, είναι κυρίως έρημος, και η πίεση της ατμόσφαιράς του είναι το 5/1.000 της ατμοσφαιρικής πίεσης της Γης.
Δεν μπορείς δηλαδή να πας με ένα διαστημόπλοιο, να προσεδαφιστείς, να βγεις έξω και να αρχίσεις να κάνεις βόλτες, να σκάβεις ή οτιδήποτε άλλο. Μόνο με υπόγειες αποικίες μπορεί κανείς να λειτουργήσει στον Άρη. Και αυτό, γιατί οι ηλιακές εκλάμψεις που χτυπούν την επιφάνεια του Άρη περιέχουν τεράστιες ποσότητες ακτινοβολίας, κυρίως πρωτόνια, που μπορούν να διατρυπήσουν ακόμα και ατσάλι πάχους τριών εκατοστών. Εάν βρεθεί κάποιος αστροναύτης στην επιφάνεια του Άρη σε μια από αυτές τις περιπτώσεις, σε λίγες ώρες θα πάρει μια δόση που θα είναι θανάσιμη. Λοιπόν, δεν είναι τόσο εύκολο όσο το παρουσιάζουν οι μυθιστοριογράφοι επιστημονικής φαντασίας. Μια επίσκεψη στον Άρη συνοδεύεται από πολλά πρακτικά και δύσκολα προβλήματα, των οποίων η λύση δεν έχει ακόμη επινοηθεί.
– Πότε πιστεύετε ότι μπορεί να καταστεί δυνατή μια τέτοια αποστολή; Και από ποιον;
– Η Εθνική Ακαδημία Επιστημών των ΗΠΑ έκανε επίσης μια μελέτη για ταξίδια με ανθρώπινα πληρώματα στον Άρη και έβγαλε το συμπέρασμα ότι, με την παρούσα χρηματοδότηση της NASA, το νωρίτερο που μπορεί να γίνει μια τέτοια αποστολή είναι το 2046.
Οι αποστολές στον Άρη με ανθρώπινα πληρώματα είμαι απολύτως σίγουρος ότι δεν πρόκειται ποτέ να επιχειρηθούν από μόνο μία χώρα. Το κόστος που υπολογίζεται, σήμερα τουλάχιστον, είναι τεράστιο, πάνω από 500 δισεκατομμύρια δολάρια. Καμιά χώρα δεν μπορεί να διαθέσει αυτά τα ποσά και δεν είναι πολιτικά δυνατό να δεχθεί ένας πληθυσμός να δαπανήσει αυτό το ποσό για ένα ταξίδι αναψυχής στον Άρη. Εάν υπάρξει λοιπόν αποστολή από τη Γη στον Άρη, θα είναι η αποστολή της ανθρωπότητας, όχι της Αμερικής, όχι της Ευρώπης, όχι της Κίνας, όχι της Ρωσίας.
Εγώ όμως είμαι πάντα υπέρ των ρομποτικών διαστημοπλοίων και όχι των αποστολών με ανθρώπινα πληρώματα. Πρώτον γιατί λαμβάνουμε πολύ περισσότερες πληροφορίες από τα εξειδικευμένα όργανα που χρησιμοποιούμε και δεύτερον γιατί οι αποστολές με ανθρώπινα πληρώματα είναι τουλάχιστον δέκα φορές πιο δαπανηρές από οποιοδήποτε ρομποτικό διαστημόπλοιο.
πηγή
