Perseverance seni parim tõend elust Marsil

Eelmisel nädalal tuli NASA välja ühe viimase aja huvitavama uudisega, mis väitis, et Marsilt on avastatud siiani parim tõend sealse kunagise elu eksisteerimisest. Nagu ikka, tasub taoliste suurte uudiste osas olla ettevaatlik, sest nagu juba astronoom Carl Sagan sõnastas "hämmastavad väited vajavad hämmastavalt häid tõendeid". 

Jutt käib teadustööst, mille aluseks on eelmise aasta juulis NASA marsikulgur Perseverance poolt võetud proovid Jezero kraatris asuvast Neretva Vallis nimelisest iidsest jõesängist. Tänaseks on see jõgi olnud kuiv viimased 3,5 miljardit aastat, kuid kunagi kandis see vett Jezero kraatris asuvasse madalasse järve. 

Proovid võeti noolekujulisest kivist, mis sai nime Cheyava Falls. Puhtalt visuaalselt oli kivi huvitav juba algusest, kuna selles oli näha pisikesi tumedaid moodustisi, mis said endale suuruse ja kuju järgi hüüdnimed "leopardi laigud" ja "mooniseemned". Kulgur puuris kivisse, analüüsis moodustiste koostist ning lukustas need spetsiaalsesse proovikonteineritesse lootuses need kunagi kuidagi Maale toimetada. 

Cheyava Falls kivi peale Persevernace marsikulguri proovide puurimist.

Lähivaade Cheyava Falls nime kandvale kivile, mille Perseverance leidis iidse jõesängi põhjast. Pisikesed mustad täpid kannavad hüüdnime "mooniseemned" ja laiemad laigud nime "leopardi laigud". Hetkel on nende näol tegemist ühe parima vihjega kunagisele mikroobsele elume Marsil.

Viimased aasta aega on NASA astrobioloogid moodustisi ja nende koostist üritanud tõlgendada kahel peamisel viisil - need kas on tekkinud geoloogiliste protsesside või mikroobse elu tulemusel. Kivi ise näib sisaldavat elemente ja aineid, mis võiksid olla hüpoteetilisele kunagisele elule hädavajalikud. Need ained on orgaaniline süsinik, fosfor, väävel ja oküdeerunud raud (rooste). Moodustised nimega "mooniseemned" sisaldavad mineraali nimega vivianiit ning "leopardi laigud" veel lisaks mineraali greigiiti. Viimane neist on üks raudfosfaadi vorme ning vivianiit üht sorti raudsufaat. Vivianiiti leitakse Maalt kõdunevast orgaanikast ning greigiit on osade mikroorganismide elutegevuse kõrvalprodukte.

Teadaolevalt saavad samad mineraalid tekkida ka elutute protsesside tulemusel, nagu näiteks kõrged temperatuurid või väga happelised tingimused. Märke sellistest tingimustest ei suudetud aga kivimist avastada. Ehk siis ühesõnaga ei ole hetkel teada ühtegi mitte-bioloogilist viisi, mis nende leidumist antud kivis seletaks. Mängu tuleb ka Perseverance kulguri piiratud võime proove tõsiselt analüüsida. Kõige ilmsemaks järgmiseks sammuks oleks need toimetada Maale laboratooriumi, kuid paraku pole sellised missioonid veel ettepanekutest ja ideedest kaugemale jõudnud. 

Perseverance autoportree Cheyava Falls kivi juures. Foto on tehtud kulguri robotkäpa otsas asuva kaameraga.

Avaldatud teadustöö autorid kutsuvad kõiki eksperte nende leidusid, analüüse ja nii järeldusi omalt poolt üle kontrollima. 

Link teadustööle: https://www.nature.com/articles/s41586-025-09413-0

Kunagise (või isegi praeguse) elu leidmine Marsilt on üks astrobioloogia suurimaid küsimusi, millel võivad olla filosoofiliselt revolutsioonilised tagajärjed. Kui tuleb välja, et elu tekkis nii Maal kui Marsil ja seda iseseisvalt, siis peaks elu universumis olema pigem reegel kui erand. Selle asemel, et filosofeerida ennasttäis eelduses enda ainulaadusest, oleksime me kõigest üks paljudest keemiliste ja füüsikaliste protsesside tõenäolistest ja võib-olla paratamatutest tulemustest.

Maa on elukõlbulik suuresti juhuslikult

Sellisele järeldusele jõudis Southamptoni Ülikoolis läbi viidud ja ajakirjas „Nature“ avaldatud uurimustöö. Uurimuse sütitas vastupandmatu kihk mõista, kui haruldane elu on – teadaolevalt on elutsevaid kohti universumis ainult üks. Maa kliima on püsinud elu toetavana läbi viimase 3-4 miljardi aasta. See on harukordselt pikk aeg selliseks stabiilsuseks. Näiteks on selle ajaga Päikese heledus kasvanud umbes 30% ja see oleks Maa steriliseerinud, kui ei oleks toimunud seda kompenseerivaid protsesse, mis energiat peegeldavad, näiteks vulkaanilise tuha hulk atmosfääris, pilvede tihedus, jää- ja lumekatte protsent maapinnast. Hästi üldiselt võime öelda, et 70% Päikeselt saabuvast kiirgusest neeldub atmosfääris ja maapinnal ning 30% peegeldub kohe tagasi kosmosesse. Neeldunud energia lainepikkus suureneb – tekib soojus. Ka see infrapunakiirgus lendaks Maalt minema, aga õnneks on olemas erinevad gaasid, mis hoiavad meie kodu soojana. Kui meil neid gaase poleks, siis oleks Maa keskmine temperatuur mõnusa +14°C asemel -18°C. Viimase 200 aastaga, kosmilisel ajaskaalal olematu aja jooksul, on tekkinud väga äkiliselt probleem – pikkade lainepikkuste lahkumine Maa atmosfäärist on CH4 ja CO2 hulkade tõusu tõttu enam takistatud ja planeedi keskmine temperatuur on hakanud järsult tõusma.

Ühe planeedi elusõbralikkuse aluseks on õige kaugus oma tähest ja selle tähesüsteemi kaugus galaktika keskmest. Stabiilse ajastu võib iga hetk katkestada mingi ilmaruumis tavaline sündumus nagu näiteks kokkupõrge asteroidiga, täheloited või planeedi enda geoloogilised sündmused, näiteks (super)vulkaanid. 66 miljonit aastat tagasi Maad tabanud asteroid käivitas sündmusteahela, mis suretas välja umbes 75% kogu liigistikust, sealhulgas kuulsad dinosaurused. Maa kliima on õrnas tasakaalus, mille kaldumisel ühele või teisele poole võib kogu planeet kas läbi külmuda või vastupidi kuumeneda praeahjuks ja seda kosmilises mõttes lühikese 1 miljoni aastaga. Meie lähimad naabrid Marss ja Veenus kuuluvad erinevatel põhjustel muutlike planeetide hulka. Marsil tõenäoliselt olid kunagi eluks sobilikud tingimused, aga need ei jäänud püsima. Ühe uurimuse kohaselt võis Veenusel olla pikk, lausa mitu miljardit aastat kestev eluks kõlbulike tingimustega periood, mis aga muutus mõnisada miljon aastat tagasi järsult. Veenuse pinnatemperatuur on täna 460°C. Seda kõike arvesse võttes tundub väga ebatõenäoline, et elu tekkeks, püsimiseks ja pikajaliseks arenguks vajalik sabiilsus saab olla laialt levineud ja tavaline nähtus.

Uurimustöö aluseks on superarvutis läbi viidud simulatsioon, kus sajale tuhandele planeedile omistati juhuslikke sündmusi. Varasemalt on simulatsioonide aluseks võetud ainult üks planeet – Maa. Kuid nüüd, saades inspiratsiooni tohutul hulgal avastatud eksoplaneetidest, võttis Southamptoni Ülikooli professor Toby Tyrell kasutusele uudse lähenemise ja simuleeris 100 000 planeedil juhuslikke kliimat muutvaid sündmusi ja vaatas, kuidas sündmused arenevad 3 miljardi (3 000 000 000) aasta jooksul. Iga planeeti simuleeriti 100 korda erinevate juhusike sündmustega. Suurel hulgal andmeid analüüsides tahtis ta näha, kas elu toetavad planeedid olid alati ühed ja samad. Või jagunesid „head“ planeedid suvaliselt laiali ning toetasid elu piisavalt kaua ainult juhuslikult mõnel üksikul korral sajast katsest.

Iga planeedisüsteemi testiti korduvalt erinevate sündmustega, et näha, kas süsteem püsib elukõlbulik vähemal 3 miljardit aastat. Tavapärane arusaam on, et Maa on püsinud stabiilsena ainult tänu erinevatele stabiliseerivatele mehhanismidele. Läbi viidud simulatsioonid näitasid aga, et ka juhusel on selles oluline roll. Maa kauakestev elutuge pakkuv seisund on seega pigem kaasnev nähtus kui paratamamatus.

Simulatsiooni tulemused on üsna selged – ühegi planeedi eluks sobilikud tingimused ei kesta igavesti ja planeet püsib elukõlbulikuna vähemalt 3 miljardit aastat ainult teatud tõenäosusega. Kui juhuslikud sündmused on erinevat laadi, erineva tugevusega või toimuvad erineva ajastusega, võib see planeedile mõjuda kas hävitavalt või harvemal juhul, hoopis vastupidi, elu teket ja arengut soosivalt. Enamus planeetidest simulatsiooni üle ei elanud. See tähendab, et elu toetasid piisavalt kaua vähemalt ühel korral 8,7% ehk 8700 tk. Neist umbes pooled ehk 4500 tk täitsid eesmärgi püsida elukõlbulik 3 miljardit aastat 1-10 korda. 10-50 korda õnnestus jõuda sama eesmärgini u 3500 planeedil. Ja 700 planeeti said tulemuseks 50+ õnnestumist 100st. Ainult 1 simuleeritud planeetidest sai skooriks 100%. Võttes arvesse universumi suurust ja planeetide hulka, on see suhteliselt julgustav tulemus. Samas on tegu tegu ikkagi kõigest simulatsiooniga ning univerumis valitsevaid kõiki muutujaid on võimatu detailiselt taasluua.

Uurimustöö tulemused näitavad, et juhusel on väga suur roll määramaks, kas planeet, nagu näiteks Maa, suudab elu eest hoolitseda miljardeid aastaid järjest. Professor Tyrell ütles kokkuvõtvalt:“ Me mõistame nüüd, et Maa on püsinud elukõlbulikuna nii kaua osaliselt tänu õnnelikele kokkusattumustele. Näiteks, kui Maad oleks tabanud suurem asteroid, või oleks kokkupõrge toimunud teisel ajal, siis oleks võinud Maa oma elu toetavad omadused kaotada. Või teisiti öeldes, kui intelligentne vaatleja oleks jälginud varajasel Maal esimese elu arengut ning oleks arvutanud Maa elukõlbulikkuse püsimise tõenäosust järgmisteks miljarditeks aastateks, siis väljavaated oleksid võinud olla üsnagi kehvad.“

Võttes arvesse seda suhteliselt kehva väljavaadet spekuleerib uurimustöö, et universumis peaks olema küllatki palju maasarnaseid planeete, mis on algselt suhteliselt võrdsete väljavaadetega. Tingimused muutuvad ühel hetkel aga liiga ekstreemseks ja seetõttu ei jõua elu veel tekkida või pühitakse planeet puhtaks. Samal ajal paranevad jõudsalt reaalsete eksoplaneetide uurimistehnikad ning järjest rohkem avastatavaid nn maa kaksikuid analüüsitakse järjest põhjalikumalt ja seeläbi mõistame eksoplaneetidel valitseivaid hetketingimusi aina paremini. Kuigi selle urimustöö kohaselt on elu tuvastamine inimkonna lühikese kosmosevõimekuse ajal mujal universumis ebatõenäoline, oleks elu avastamine väljaspool koduplaneeti kahtlemata üks tähtsamaid teaduslikke avastusi eales.

Mida see Perseverance marsikulgur seal teeb?

See, et Marsi pinnal maandus loetud nädalad tagasi NASA uusim marsikulgur Perseverance, ei tohiks enam kellelegi uudiseks olla. Ka tema missiooni lühikirjeldus - uurida kunagise elu leidumist punasel planeedil - peaks olema asjast veidigi huvitatud inimese jaoks tuttav. Kuid täpsemalt mida, kuidas ja miks ta seal võõral ja külmal kõrbeplaneedil uurib, väärib natukene pikemalt selgitust. Lisaks on kulgur nüüdseks Maale saatnud ligi 10 000 fotot, mille hulgast leiab juba päris huvitavaid vaateid. Valitud fotod, teksti selgitavad joonised ja illustratsioonid leiate allolevast galeriist. 

Niisiis... Kulgur või õigemini seda sisaldav Mars2020 nimeline missioon lahkus oma emaplaneedilt Atlas V nimelise kanderaketi turjal möödunud aasta 30. juulil ning maandus Marsi Jezero nimelise kraatri põhjas käesoleva aasta 18. veebruaril. Kes pole veel näinud esmapilgul uskumatuna näivat videot sellest maandumisest, tasub pilk heita siia: 

Tegemist kulguri ja selle planeedi pinnale toimetanud maanduri poolt jäädvustatud salvestusega, mis jõudis Maale paar päeva peale selle maandumist. Sealt on näha, kuidas maanduri langevari avaneb  (selle eesmärgiks on maandurit Marsi hõredas atmosfääris aeglustada), kuidas kosmoselaevalt heidetakse kuumuskilp (see kaitseb mitmeid kilomeetreid sekundis liikuvat kosmoselaeva Marsi atmosfääri sisenemisest tuleneva kõrvetama kuumuse eest), käivituvad maanduri retroraketid (need aeglustavad langemist talutava kiiruseni ja lubavad tüürida) ning kuidas kulgur asetatakse niinimetatud õhukraana poolt pehmelt Marsi pinnale (selleks hetkeks ripub kulgur trossidega rakettidega varustatud maanduri all). Peale kulguri pinnale jõudmist lendab oma ülesande täitnud maandur maandumispaigast turvalisele kaugusele ja kukutakse planeedi pinnale.  

Video ja kulguri poolt tehtud fotode juures tasub märkida, et hetkel 230 miljoni kilomeetri kaugusel asuv kulgur suudab läbi Marsi orbiidil asuvate staelliitide Maale andmeid toimetada maksimaalse kiirusega 1Mbit ehk 0,125 Mb sekundis. See tähendab, et näiteks ühe 10Mb foto saatmisele kulub parimal juhul 1 minut ja 20 sekundit, aga reeglina kauem. Tänapäevaste internetiühendustega võrreldes on see päris aeglane ning lisaks fotodele tegeleb kulgur pidevalt kõiksugu muude ja tähtsamate andmete saatmisega. Sisuliselt kogub kulgur pidevalt andmeid, salvestab need oma vahemällu ning saadab neid järgemööda ja tähtsuse järjekorras Maale. Näiteks pimedatel Marsi öödel on selleks hea võimalus.

Esimene panoraam kulguri maandumispaigast

Teine asi, mis meile igapäevaeluga võrreldes päris imelik võib tunduda, on kahe planeedi vahelisest kaugusest tingitud raadiosignaalide viivitus. Hetkel lahutab Marssi ja Maad 230 miljonit kilomeetrit. Elektromagnetkiirguse (mikrolained, raadio, valgus, radioaktiivsus) kiiruseks vaakumis on ümardatud 300 000km/s. See tähendab, et kulguri või Maal asuva juhtimiskeskuse poolt edastatud infol kulub oma sihtmärgini jõudmiseks peaaegu 13 pikka minutit. Ehk siis Maale saadetav foto on juba kulgurilt lahkunud ning uus teele pandud, enne kui me pole esimesest veel ühtki tükikest kätte saanud. Ühtlasi seletab see viivitus miks kulguri maandumine ja suur osa selle igapäevasest tööst peab aset leidma autonoomselt ehk iseseisvalt. Raadiosignaalil kulub praegusel hetkel edasi-tagasi jõudmiseks 26 minutit. Teisisõnu olukorras, kus me annaksime kulgurile käsu keerata näiteks paremale, peaksime me ootama 26 minutit nägemaks kas ta seda ka tegi. Vaid mõne minuti kestnud maandumisel ei saanud sellisest ootamisest juttugi olla. Varustatult keerukate tehisintellektidega, käis see iseseisvalt ning ka kulguri edasisel juhtimisel antakse sellele pigem mingisugune huvipakkuv suund, aga kulgur ise otsustab, kuidas ta sinna täpsemalt kohale jõuab. Olenevalt kahe planeedi kaugusest kestab taoline edasi-tagasi viivitus lähimas punktis 6 minutit ja kaugemas 44 minutit.

Senini suurim ja keerukaim kulgur

Perseverance (tõlkes Visadus) on praeguse seisuga kõige suurem, raskem ja parim kulgur, mille rattad on teise planeedi pinda puutunud. 2,9 meetrit pika, 2,4 meerit laia, 2,2 meetrit kõrge ja 1025 kilogrammise massiga kulgurit võiks võrrelda sõiduautoga. Erinevalt enamikest autodest on sellel aga kuus poolemeetrise läbimõõduga alumiiniumist ja titaanist ratast, millest nelja saab teistest sõltumatult pöörata ning mida ajavad ringi kuus eraldiseisvat elektrimootorit. Kulguri kaval vedrustus lubab sellel vajadusel ronida üle takistuste, mis kallutavad seda kuni 45 kraadi ning kulguri tippkiirus küündib 4,3 sentimeetrini sekundis ehk kusagil 160 meetrini tunnis. Nii peadpööritava kiirusega see muidugi praktikas kunagi ei sõida. 

Perseverance kulgur ja osad selle ehitanud insenerid laboris.

Põhiplaanilt võiks Perseverancet nimetada NASA eelmise, 2012. aastast Gale nimelises kraatris ringi veereva Curiosity (Uudishimu) kulguri veidi suuremaks vennaks. Näiteks on Perseverance oma eelkäijast 125 kilogrammi raskem, uuendusi on saanud pardaarvuti, tarkavara, teaduslikud instrumendid, robotkäsi ja näiteks selle rattad. Viimased on tehtud võrreldes Curiosityga natukene suuremaks ja kitsamaks ning nende mustrit on tehtud robustsemaks. Nimelt on avastatud, et 9 aastaga 25 kilomeetrit läbinud Curiosity rattad on kulunud oodatust enam ja on nüüdseks üsna täbaras seisus.

Foto Curiosity rataste kehvast seisukorrast, mis pani insenere Perseverance rataste disaini muutma.

Energiat ammutab Perseverance sarnaselt Curiosityga miniatuursest tuumareaktorist, kus 4,5 kilogrammi plutoonium-238 isotoobi lagunemisel tekkiv soojus muundatakse elektrivooluks. Selle abil laetakse omakorda kulguri akusid ning reaktori jääksoojust kasutatakse elektroonika ja instrumentide töötemperatuuril hoidmiseks (Marsil on väga külm). Sellisel jõuallikal on võrreldes päikesepaneelidega mitu eelist. Esiteks on see suhteliselt võimas (110w), teiseks toodab see olenemata päikesepaistest pidevalt energiat ning kolmandaks on selle elueaks kusagil 15 aastat, mis on enam kui piisav Perseverance plaanitud kahe aasta juures (tavaliselt pikenevad taolised missioonid oluliselt). Ainua miinus on maksumus - ainuüksi reaktori ehitamine maksab kusagil 108 miljonit dollarit. See seletab ühtlasi, et miks Perseverance maine kaksik pasliku nimega Optimism ehitati ilma selleta. Nimelt on NASA-l juba pikaajaline traditsioon igast oma kulgurist ja sondist valmistada peaaegu identne koopia, mis jääb maisesse laboratooriumi ning mille peal saab mugavas keskkonnas harjutada erinevaid keerukaid operatsioone. Ka siis kui Marsile lennanud kulguriga midagi juhtuma peaks, saab koopia abil neile võimalikke lahendusi otsida. Tutvustavat videoklippi Optimismist saab vaadata siit:

Nagu arvata võib, on Perseverance täidetud viimase kuupsentimeetrini erinevate tööriistade, teaduslike instrumentide, arvutite, kaamerate ja mikrofonidega. Ainuüksi selle 2,1 meetrise siruulatusega robotkäe otsast leiab neid viis erinevat. Nendeks on:

• Drill - kolmest erinevast vahetatavast puuriotsikust koosnev tööriist, mille abil puuritakse, kraabitakse või kogutakse Marsi pinnast.
• SHERLOC - must-valgest kaamerast, spektromeetrist ja laserist koosnev instrument, mille abil saab kindlaks määrata kivimite koostist ja otsida neist orgaanilisi aineid, millel võib olla bioloogiline päritolu.
• WATSON - SHERLOCit abistav pisike värvikaamera, mis teeb uuritavatest materjalidest lähifotosid, eesmärgiga uurida nende tekstuuri ja koostist. Asudes robotkäe otsas suudab WATSON vajadusel ka uurida Perseverance seisukorda paikades, kuhu selle teised kaamerad ei näe.
• PIXL - röntgenspektromeeter koos kaameraga, mis suudab uuritavatest kivimitest teha ultra-lähivõtteid, eesmärgiga uurida nende koostist, ehitust ja seesmist struktuuri.
• GDRT - tööriist uuritavate materjalide surugaasiga puhtaks puhumiseks.
• GCS - sensor, mis hoiatab kulguri robotkätt, kui see peaks soovimatult marsipinnaga kokku puutuma.

Perseverace kulguri robotkäsi ja selle otsas asuvad instrumendid

Kulguri tugevdatud ja reaktori poolt soojana hoitud kere seest ja küljest leiab järgnevad instrumendid ja seadmed:

• RIMFAX - Norra päritolu maaradar, mis suudab näha kulguri all asuva marsipinnase sisse ning tuvastada seal erinevate tihedusega piirkondi,  pinnasekihte, mattunud kive, meteoriite, maa-alust jääd ja võimalik, et isegi vedelat maa-alust soolvett (kuni 10meetri sügavuseni).
• MEDA - Hispaanias valminud sensorite komplekt, mis mõõdab tuulekiirust ja -suunda, õhurõhku, suhteliselt õhuniiskust, radioaktiivsust ning õhus lendlevate tolmuosakeste suurust ja kuju. 
• MOXIE - eksperimentaalne seadeldis Marsi atmosfääris leiduva süsihappegaasi (CO2) poolitamiseks kuumuse ja keemiliste reaktsioonide käigus vingugaasiks (CO) ja hapnikuks (O). Juhul kui selle tööpõhimõte ennast tõestab, saaks Marsile saata sama seadelise suurema versiooni, mille ülesandeks saab hapniku kogumine tulevaste mehitatud missioonide tarbeks. Hapniku saaks muuhugas kasutada raketikütuse oksüdeerijana ja vingugaasi veega reageerides metaani tootmiseks ehk siis koha peal saaks toota raketikütuse komponente reisiks Marsilt tagasi Maale. 
• MastCam-Z - Curiosity peamine kaamerasüstreem, mis koosneb tegelikult kahest zoomitavast kaamerast, mis suudavad koostöös luua 3D fotosid ja videosid. Kaamerad asuvad kulguri kerest kõrgemale ulatuva masti küljes, mida saab liigutada 360 kraadi ja üles-alla. Esimest Mastcam-i panoraamfotot saab uurida siit: https://mars.nasa.gov/resources/25674/perseverances-mastcam-z-first-high-resolution-panorama/
• SuperCam - sarnaselt eelmisega kulguri pööratava masti küljes asuv suurendavast kaamerast, kahest laserist ja neljast spektromeetrist koosnev mõõteriist. Laseritega tulistatakse kulguri robotkäe ulatusest väljas olevaid kive ning uuritakse seejärel tekkinud plasma koostist.

Esimene lähivõte Marsi kivimist SuperCam instrumendi abil.

Lisaks nimetatud instrumentidele ja kaameratele on kulguri küljes veel mitmeid eriotstarbelisi kaameraid (kokku on neid üldse 23) nagu näiteks takistuste vältimiste kaamerad ees ja taga, maandumiskaamerad kulguri all ja peal ning must-valged navigatsioonikaamerad masti küljes. 

Esmakordselt on kulgur varustatud ka kahe töötava mikrofoniga (minevikus on kaks marsimissooni küll mikrofone kandnud, kuid esimene neist ebaõnnestus ning teist ei lülitatud teatud põhjusel kunagi sisse). Nüüdseks on mikrofone testitud ning Maale on saabunud esimesed helisalvestused punase planeedi pinnalt. Neist esimesel kulguri enese poolt tekitatud pinin, mille taustal on viivuks kuulda ka umbes 5m/s puhuvat tuult (Marsi atmosfäär on väga hõre, seega 5m/s puhuv tuul on tegelikult peaaegu tajumatult nõrk): Teine salvestus pärineb eelmainitud SuperCam-i küljes asuvast mikrofonist, mis salvestas terve rea plõkse, mis tekkisid siis kui instrumendi laserid lähedalasuvat kivi aurustasid: 

Peale nimetatud komponentide kannab Perseverance veel kaht väga tähtsat seadeldist. Neist esimene on süsteem pinnaseproovide kogumiseks, sulgemiseks ja Marsi pinnale ladustamiseks ning teine on koperdroon Ingenuity (tõlkes Leidlikkus). Neist mõlemad väärivad natukene pikemalt peatumist.

Proovid ja droonid

Kuitahes peenete instrumentidega me marsikulgurid varustame, ei saa need eales olla nii head kui maised laborid. Seega kui me tahame ikkagi kindlalt teada, et kas Marsilt kogutud proovides on märke kunagisest või praegusest elust, peame me need proovid toimetama uurimiseks Maale. Kuigi mõte on kahtlemata hea, on selle reaalne teostamine väga keeruline ja kulukas ülesanne. Ometigi teadlased nõustuvad, et selle näol oleks tegemist tõenäoliselt kõigi aegade kõige tähtsama robotmissiooniga. Probleemid Marsilt pinnase toomisega on seotud selleks vajaminevate etappide paljususe ja raketikütuse piiratusega - väga sarnased probleemid kummitavad ka plaanitavaid mehitatud marsilende. Kujutage ette, kui proovide toomiseks peab Maalt lahkuma kosmoselaev, jõudma Marsi orbiidile, maanduma, proovid koguma, tagasi Marsi orbiidile startima, Maa suunas kiirendama ja lõpuks proovid Maa atmosfääri heitma. Kui palju erinevaid ja laitmatult töötavaid komponente selleks kõigeks vaja läheb?

Kuigi unistusi taolisest missoonist hellitati juba seitsmekümnendatel Nõukogude Liidus, on esimene reaalne samm selle teostamiseks astutud Perseverance kulguri näol. Nimelt on viimasel ajal nõustutud, et kõige mõistlikum oleks Marsilt pinnase toomine jagada erinevateks ajaliselt eraldatud missioonideks. Selleks kogutakse kõigepealt kulguri poolt proovid ja jäetakse need tähistatud paikadesse maha. Kunagi tulevikus maandub nende lähistel teine spetsiaalne kulgur, mille ülesandeks on proovid üles korjata ning pisikesse raketti toimetada, mis stardib seejärel Marsi orbiidile. Kunagi tulevikus saabub Marsi orbiidile kolmas ja viimane kosmosemissioon, mis korjab raketi proovidega üles ning sõidutab selle väärtusliku lasti Maale.

Perseverance kulguri rattajäljed Marsi liivas

Niisiis, Perseverance on varustatud süsteemiga, mis peaks ellu viima selle hetkel veel määramatu tähtajaga missiooni esimese etapi. Selleks leidub kulguri ninas konteiner, mis sisaldab 43 tühja ja viis eelnevalt täidetud kontrollkatseklaasi või -kapslit. Samal ajal kui kulguri suur robotkäsi puurib ja täidab kapsleid hoolikalt valitud paikadest pärineva pinnasega, tegeleb kulguri sisemuses asuv miniatuurne robotkäsi tühjade ja täidetud kapslite ettesöötmise, sulgemise ja ladustamisega. Mingil hetkel kukutatakse kapslid väga täpselt kaardistatud paikadesse ootama järgmist missiooni, mis need üles korjab ja orbiidile toimetab. 

Eelmainitud kontollkapslitel on sealjuures väga kaval eesmärk. Täidetuna Maal spetsiaalsete materjalidega on need võimelised endasse koguma erinevaid keemilisi ühendeid ja aineid, mis võivad olla Maalt kulguriga tahtmatult Marsile sattunud. Ükshaaval avatakse need kapslid proovide võtmise paikades ning need läbivad samu etappe, mida tegelikud proovikapslid (va pinnase kogumine). Need suletakse, ladustatakse ja kukutatakse maapinnale koos tegelike pinnaseproovidega ning juhul kui kõik kapslid tervena Maale jõuavad, saavad teadlased nende järgi öelda kas ja milliste võimalike saasteainetega võisid marsiproovid nende kogumise käigus kokku puutuda. Nagu näha ei taha teadlased leppida võimalusega, et proove analüüsides ja sealt midagi uskumatut leides, ei ole tegelikult tegu Maalt pärinevate ainetega. Teaduses on skeptitsism suurim voorus.

Perseverancega kaasas olev kopterdroon on samuti missiooniga kaasa pandud pigem pilguga tulevikku vaadates. 1,8 kilogrammise massiga (Marsi 1/3 gravitatsioon tähendab, et seal kaalub see vaid 600grammi) ja 1,2 meetrise tiivaulatusega droon on inimkonna esimene katsetus motoriseeritud lennuks teise taevakeha atmosfääris. Esimese mitte-motoriseeritud lennu au kuulub Nõukogude Liidu Vega 1 ja 2 sondidele, mis vabastasid 1987. aastal Veenuse atmosfääri kaks juhitamatut õhupalli, mis kandsid erinevaid teaduslike instrumente. Juhitava Ingenuity ainsaks kandamiks on alla suunatud kaamera ja paar sensorit ning korraga suudab see lennata vaid 90 sekundit ehk kusagil 100 meetri kaugusele. Kuna Marsi atmosfäär Perseverance maandumispaigas on kusagil sada korda hõredam kui Maa merepinnal (Maal vastab sellele kõrgus 30 kilomeetrit), ei saanud see olla tavapärane droon. Selleks testiti kahe vastasuundades pöörlevate rootoritega kopterit osaliselt süsihappegaasiga täidetud vaakumkambris, kus Marsi graviatatsiooni simuleeriti peenikese tõstetraadi abil. Videot drooni testilennust saab näha siit: 

Ingenuity katselendudeks on kavandatud aprill. Selleks asetab kulgur hetekel selle põhja all kokkuvolditud kopterdrooni maapinnale ning sõidab sellest igaks juhuks 100 meetri kaugusele. Seejärel üritab Ingenuity oma esimest lendu, kus eelnevalt paika pandud programmi alusel tõuseb see kusagil 3-5 meetri kõrgusele ning lendab 50 meetrit kulgurist eemale ning tagasi stardipaika päikesepaneelide abil akusid laadima. Plaanis on teostada kokku viis sellist katselendu, mille edukaks osutumisel kavatseb NASA tulevikus taolist droonikonseptsiooni suuremas skaalas kasutada. Näiteks suudaksid taolised kõrgeid luurelende tegevad droonid teha kulgurite maandumispaikadest vähemalt kümme korda parema lahutusvõimega fotosid, kui praegused Marsi orbiidil olevad satelliidid. See lubaks kulguril oma marsruuti paremini planeerida ning nende keskmine liikumiskiirus võiks isegi kolmekordistuda. Lisaks saab droone kasutada uurimaks piirkondi kuhu kulguriga pääseda pole lihtsalt võimalik.

Maa pisem kaksik

Perseverance kulguri missiooni jaoks on sõnastatud neli teadusliku eesmärki või sihti, mida viiakse läbi eelnevalt kirjeldatud instrumentide ja eksperimentide abil. Nendeks on: 

• Otsida elu võimalikkust - teha kindaks milline oli Marsi keskkond minevikus ja kas see oli võimeline toetama mikroobset elu.
• Otsida biosignatuure - otsida märke kunagisest mikroobsest elust, eriti sellisest kivimitest, mis suudaksid taolisi märke üle pika aja säilitada.
• Koguda proove - võtta kivimi- ja pinnaseproove ning ladustada neid Marsi pinnale.
• Teha ettevalmistusi mehitatud lendudeks - katsetada hapnikku tootmist Marsi atmosfäärist.

Kui kahte viimast eesmärki saaks iseenesest saavutada olenemata asukohast kõikjal punase planeedi pinnal, sõltuvad kaks esimest vähemal või rohkemal määral sellest, et millises piirkonnas neid läbi viia kavatsetakse. Kui Maad peaks kauges tulevikus külastama tulnukate automaatsond sarnaste sihtidega, on sellel palju suurem võimalus leida kunagist elu näiteks kesk endiseid Eesti rabasid või Lõuna-Ameerika vihmametsi, kui näiteks Antarktika jääkilbilt või Sahaara kõrbe kõrvetavatelt liivaluidetelt. Midagi sarnast peab paika Marsi puhul.

Nii palju kui me teame, meenutasid Marsil valitsevad olud miljardite aastate eest väga lähedalt toonaseid maiseid olusid. See omas vähemalt sama tihedat süsihappegaasist atmosfääri ja sooja kliimat. Me teame seda, kuna me oleme leidnud Marsilt nüüdseks vaieldamatuid tõendeid kunagisest voolavast veest, mis näiteks tänapäeval enam Marsil eksisteerida ei saaks. Marsi atmosfääri tihedus ehk rõhk on nüüd nimelt nii madal, et jää muutub seal otse auruks ehk sublimeerub - umbes nii, nagu Maal juhtub süsihappejää ehk kuiva jääga. Vaid kõige soojematel suvepäevadel ja madalamate kraatrite põjas võib jää seal viivuks ka vedelat vormi võtta.

Kunstniku nägemus Marsist kusagil neli miljardit aastat tagasi

3,7-4 miljardit aastat tagasi oli kusagil 30% Marsi pinnast kaetud ookeanite ja järvedega, taevas ujusid pilved, sadas vihma, lõi äikest ja voolasid jõed. Lisaks kliimat soojendavale vulkaanilisele aktiivsusele omas noor Marss magnetvälja, mis kaitses planeedi atmosfääri Päikeselt pärinevate laetud osakeste eest - nii nagu Maa magnetväli teeb seda tänapäevani. Ühesõnaga oli noor Marss justkui Maa pisem kaksik. Paraku sarnaselt sellele, nagu näiteks ahjust tulnud terve kartul jahtub aeglasemalt kui tükeldatud kartul, jahtus pisikese Marsi sisemus võrreldes Maaga oluliselt kiiremini. Esiteks tõi see kaasa sealse vulkaanilise aktiivsuse järk-järgulise languse, mis külmutas sealsed ookeanid. Teiseks, kuna planeedi magnetvälja genereerib sarnaselt dünamole selle sisemuses asuva metalli pöörlemine (või nii me arvame), tõi taoline jahtumine Marsi puhul kaasa magnetvälja nõrgenemise ning lõpuks kadumise. Ilma soojendavate vulkaaniteta ja magnetvälja nähtamatu kaitseta hakkas Päike selle atmosfääri kosmosesse puhuma. Langev rõhk aurustas aeglaselt külmunud ookeanid ning Päikese UV-kiirgus lagundas veemolekulid nende algosakesteks. Alles jäi kuiv ja külm kivikõrb. Vaid väike protsent kunagisest veest jäi kas jää või küllastatud soolveena lõksu selle pinnasesse ning aheldatuna tagasihoidlikesse polaarmütsidesse. 

Sellise stsenaariumi juures, mis on kokku pandud Marsi uurinud kümnete sondide, maandurite ja kulgurite poolt kogutud andmete põhjal, on arusaadavalt kõige huvitavam küsimus, et kas samal ajal kui Maa ja Marss olid väga sarnased ning Maal tekkis elu, võis see tekkida ka seal. Ehki pigem ollakse arvamusel, et tänapäeval on Marss elutu, võivad sellel siiani leiduda kunagise elu jäljed - näiteks fossiilid Marsi bakteritega. Aga kust, juhul kui neid seal üldse leidub, peaksime me neid otsima?

Kunstniku nägemus veega täidetud Jezero kraatrist

Nii hästi kui me teame, tekkis elu Maal vees. See on mõnes mõttes ka loogiline, kuna vedel vesi on looduses üsna unikaalne ja universaalne lahusti, milles saavad erinevad keemilised ühendid omavahel suhelda. Ka vedelaks veeks vajaminev temperatuur näib olevat huvitavateks keemilisteks reaktsioonideks paras - mitte liiga külm, et reaktsioonid oleksid aeglased ja mitte liiga kuum, et tekkinud ühendid ennast ise laiali rebiksid. Seega kõige parem paik kunagise elu leidmiseks on seal, kus kunagi oli palju vett. Asja teeb lihtsamaks, et erinevalt Maast, mis on geoloogiliselt väga aktiivne planeet, tardus Marss miljardeid aastaid tagasi ajas. See tähendab, et me näeme seal siiani looklevaid jõesänge, voolava veel poolt uuristatud kanjoneid ja asteroidikraatrites asunud ammukuivanud järvi. Kuid samamoodi, nagu Maa ookeanide sügavad põhjad ei ole võrreldes madalamate rannikualadega kuigi liigirikkad, ei tasu ka Marsilt elu jälgi otsida kõige sügavamatest paikadest kesk ammuseid ookeaneid. Pigem tuleks neid otsida madalatest järvepõhjadest, kuhu voolasid miljonite aastate vältel jõed, mis tõid sinna setteid kõiksugu huvitava kraamiga.

Perseverance eelkäija Curiosity maandumispaigaks valiti samadel kaalutlustel Marsi ekvaatori lähistel asuv 154 kilomeetrise läbimõõduga Gale kraater, mis oli mingil hetkel pilgeni täiedetud sellesse voolavate jõgede poolt kohale toodud setete ja savidega. Miljardite aastate jooksul tuule poolt välja kulutatud settekihtide vahelt on kulgur viimase üheksa aastaga avastanud kõiki neid aineid ja ühendeid, mida elu tekkeks ja arenguks tarvis. Paraku otseseid fossiile või muid märke elutegevusest pole sellel õnnestunud (veel) tuvastada.

Parema, keerukama ja spetsiaalselt elumärkide leidmiseks ja proovide kogumiseks ehitatud Perseverance maandumiseks valiti välja Marsi põhjapoolkeral asuv 49 kilomeetrine Jezero kraater, mis sai oma nime Bosnia and Herzegovinas asuva samanimelise linna järgi (tõlkes Järv). Teadaolevalt on see sarnaselt Gale kraatriga täidetud setete ja savidega, mida on sinna kokku kuhjanud ammused võimsad jõed. Perseverance täpsemaks maandumispaigaks valiti Jezero servas paikneva tohutu jõedelta kõrval asuv tasandik. Uuringud näitavad, et Jezero oli Marsi minevikus väga pikalt (miljon kuni 10 miljonit aastat) veega täidetud ning on seega ideaalne paik, kus oleks võinud kunagine elu tekkida või/ja õitseda. 

Perseverance maadumispaik Jezero kraatri servas

Perseverance maandumispaik (nimetatud USA ulmekirjanik Octavia E. Butleri järgi) asub jõedeltast mõni kilomeeter ida pool tasasel järvepõhjal. Selline spardipaik valiti kulgurile kahel peamisel põhjusel. Esiteks oli see suhteliselt turvaline (läheduses ei ole suuri kivirahne) ja teiseks peaks sealne järvepõhi sisaldama perkloraatideks nimetatud looduslike soolasid, mida võis elutegevuseks kasutada algeline mikroobne elu. Hea koht alustamiseks. Tulevatel aastatel viib kulguri mitmekümne kilomeetrine ning arvukate testide ja eksperimentidega täidetud teekond tasandikelt iidse delta aladele, kraatrijärve kunagistele rannikualadele ning lõpuks ronib see kõrgele kraatri servale. 

Kuigi Perseverance missiooni ametlik pikkus on üks Marsi aasta ehk pisut vähem kui kaks Maa aastat, pikeneb see tõenäoliselt oluliselt ning võib kesta kuni selle reaktor vastu peab (umbes 15 aastat). Praeguse seisuga on kulgur Marsil läbinud esimesed 100 meetrit, kõik tundub korras olevat ja silmapiir kutsub...

Perseverance maandumispaik (punasega) ja tema üks võimalikest marsruutidest (kollane jooon)

Miks on Marsilt kunagise või praeguse elu avastamine nii tähtis?

Sellest kuidas on Marsilt minevikus elu ostitud (peamiselt Viking 1 ja 2 maandurite ja Curiosity kulguri poolt), kirjutasime aasta tagasi pikemalt siin: https://www.astromaania.ee/2020/05/elu-voimalikkusest-marsil.html

Lühidalt küsimusele vastates tähendaks taoline avastus, et me ei ole universumis üksi. Seda nii juhul, kui avastataks Marsilt praegune elu, kui ka siis kui leitakse märke kunagisest elust. Miks need mõlemad sama asja tähendavad? Sest kui Päikesesüsteemis tekkis elu iseseisvalt vähemalt kahel planeedil, tähendab see automaatselt, et elu teke ei ole mingi haruldane sündmus. Pigem on enam-vähem soodsate tingimuste puhul tegu reegliga ning meie Linnutee peaks kubisema mikroobsest ja võib-olla isegi intelligentsest elut. Juhul, kui me Marsilt elu ei leia, ei tähenda see, et seda seal või mujal univerumis ei ole. Küll aga teeb see meid veidi erilisemaks ja loodetavasti aitab meil viimaks mõista, kui hoolikalt me peame seda pisikest oaasi nimega Maa kaitsma. Nii väliste mõjude, kui iseenda eest. 

Perseverance poolt Maale edastatud toorpildifailid leiab sellest üha kasvavast galeriist: https://mars.nasa.gov/mars2020/multimedia/raw-images/

Saturni kuu Enceladus peidab sügavat ookeani

Saturni kuu Enceladus on üks meie Päikesesüsteemi huvitavamaid taevakehasid, kuna selle jäise koore all võib ja tõenäoliselt loksubki kusagil kümme kilomeetrit sügav vedela vee ookean. Kuna elu Maal arvatakse tekkinud just vedelas vees, on igati arusaadav miks eksobioloogid (bioloogid, kes spekuleerivad maavälise elu teemadel) on juba aastakümneid Enceladuse peale mõelnud ja...unistanud.

Alloleval pildil on kujutatud Enceladuse erinevaid poolkerasid, nagu neid uuris 13 aasta jooksul Saturni külastanud Cassini sond. Võltsvärvides ja peamiselt infrapunaspektris jäädvustatud vaadetest huvitavaim on see, mis näitab Kuu lõunapoolkera. Tiigriküünistust meenutav moodustis kujutab Enceladust katvat kõige värskemat jääd, mille all olevatest lõhedest purskuvad välja jäägeisrid. Kusjuures alles hiljuti avastati neist geistritest üsna keerukaid orgaanilisi molekule, mis annavad mõista, et Enceladuse ookenipõhjas võivad tegutseda vulkaanilised hüdrotermilised lõõrid mis rikastavad sealset ookeanivett elu tekkeks vajaliku energia ja ühenditega.

Pealt jäiseid, aga seest vedela ookeniga vooderdatud taevakehasid leidub arvatavasti meie Päikesesüsteemis veelgi. Näiteks Jupiteri kuudel Ganymedesel ja Europal võivad need olla ligi sadakond kilomeetrit sügavad ja soolased ning hiljutised avastused vihjavad, et ka kääbusplaneetidel Ceresel ja Pluutol võib mingi osa sisemusest vedela vee päralt olla. Rääkides tõenäoliselt eluks sobilikest paikadest Päikesesüsteemis, võivad Enceladus ja teised vesised kuud teatud kriteeriumite järgi isegi Marssi edestada. Kuigi ka paari nädala tagune avastus Veenuse atmosfääris leiduvast fosfiinist lisas sellesse nimistikusse uue tugeva kandidaadi.

Veenuse atmosfäärist leiti eluga seostatavat fosfiini

Äsja aset leidnud Kuningliku Astronoomiaseltsi pressikonverentsil teatati, et planeet Veenuse atmosfäärist on leitud gaasilist ühendit nimega fosfiin (phosphine, PH3), mille tekkimise üheks hüpoteesiks on mikroobne elutegevus. Kõik siiani teadaolevad mitte-bioloogilised keemilised reaktsioonid, mis võiksid samuti fosfiini tekitada, ei tundu meie teadmistega Veenuse atmosfääri koostisest klappida. Asja teeb veelgi huvitavamaks, et fosfiini avastati Veenuse sellisest atmosfääri kihist (50-60km), kus rõhk ja temperatuur meenutavad enim maist keskkonda. Muidu valitseb Veenuse pinnal selline rõhk, mille leiab kilomeetri sügavuselt Maa ookeanist ning sealne temperatuur küündib kõrvetava 465 kraadini.

Kuna Veenus võis miljardite aastate eest meenutada praegust planeet Maad on juba aastakümneid spekuleeritud, et planeedil valitsevate tingimuste halvenemisel (ülitugev kasvuhooneefekt) võis sealne elu aeglaselt migreeruda planeedi atmofääri kõrgematesse ja vähem-ekstreemsematesse kihtidesse. Samas leidub seal ka ülikõrge konsentratsiooniga väävelhapet, mis hävitaks näiteks maised mikroobid sekunditega.

Veenuse atmosfäärikihtide kõrgus ja avastatud fosfiini asukoht selles.

Avastuse autorid rõhutavad, et nende leid ei tähenda, et Veenuselt on leitud maaväline elu. Tegu on lihtsalt väga huvitava ja esialgu seletuseta avastusega, mille seletamiseks (olgu selleks siis elu või mõni tundmatu keemiline reaktsioon) läheb vaja edasisi ettevaatlikuid uuringuid. Nagu ütles astronoom ja astrobioloog Carl Sagan, kes tegeles väga lähedalt Veenusel möllava kasvuhooneefekti ja maavälise elu otsimisega, et "uskumatud väited vajavad uskumatult häid tõendeid". Seniks kriitilist meelt.

Avastuse autoriteks on MIT (Massachusetts Institute of Technology) teadlased Jane Greaves, Clara Sousa-Silva, Janusz Petkowski, William Bains, Sukrit Ranjan, Zhuchang Zhan ja Sara Seager. Fosfiin avastati Veenuselt raadiospektris kasutades selleks James Clerk Maxwelli teleskoopi Hawaiil the Atacama Large Millimeter Array (ALMA) observatooriumit Tšiilis.

Elu võimalikkusest Marsil

Pole ilmselt kütkestavamat ideed teaduses ja miks mitte filosoofias, kui seda on maavälise elu võimalik olemasolu. Paraku pole meie raadiootsingud senini vilja kandnud ning teadaolevalt kõik Päikesesüsteemi taevakehad peale Maa on sisuliselt viljatud kivi- ja gaasikerad. Kuid see ei pruukinud alati nii olla.

Astronoomid on veendunud, et millalgi kauges minevikus oli näiteks planeet Marsil korralik ja soe atmosfäär, ning selle pinnal voolas vedel vesi, loksusid järved ja võib olla isegi ookeanid. Sellel põhjusel peetakse Marssi endiselt parimaks paigaks*, kust võiks otsida kunagise elu märke. Samas pole ka välistatud, et miljardite aastatega üha karminaks muutunud keskkonnaga planeedil liikus mikroobne elu sügavale pinnase alla, kus võib veel tänaseni leiduda vedelat vett või siis mõni eriti vastupidavaks kohanenud eluvorm võib siiani selle külmal, kuival ja kiirgusele paljastatud pinnal elutseda.

Viking 1 sondi pildistatud fotodest kokku pandud mosaiik Marsist. Keskel on näha hiiglaslikku Valles Marineris (rändurite org), mis ulatub ligi 4000 kilomeetrit üle planeedi pinna. Suur Kanjon mahuks selle mõnesse väiksemasse kõrvalharusse.

Selle viimase hüpoteesi testimiseks saadeti 1976. aastal Marsi pinnale kaks identset NASA robotmaandurit - Viking 1 ja Viking 2. Üksteisest tuhandete kilomeetrite kaugusele maandunud sondide pardal oli lisaks kaameratele ja "tavapärastele" instrumentidele spetsiaalselt tulnuklike eluvormide tuvastamiseks disainitud minilaborid, millesse maandur oma pika käpaga punakat pinnast kühveldas.

Laborites viidi läbi kolm erinevat bioloogilist eksperimenti, mida täiendas niinimetatud gaasikromatograafia-massispektromeeter (GCMS), mille abil tuvastati kuumutatud proovides erinevaid elemente ja ühendeid. Spektromeetri tulemused olid üsna pettumust valmistavad. Marsi pinnases ei tundunud leiduvat praktiliselt üldse orgaanilisi ühendeid. Kusjuures näiteks süsinikku oli seal vähem kui Apollo missioonide käigus kaasa võetud kuukivides. Hiljem on mitmed teoreetikud väitnud, et Vikingite spektromeeter ei pruukinud olla bioloogilise päritoluga orgaanilise aine tuvastamiseks piisavalt tundlik.

Astronoom ja eksobioloog Carl Sagan Vikingi maanduri mudeliga USA kõrbes. Vikingite missioonist ja Marsist saab lähemalt kuulda tema doksarjas Cosmos: A Personal Voyage: https://www.dailymotion.com/video/x7sp7qt

Esimese eksperimendi (GEX) käigus leotati pinnaseproovi 12 päeva spetsiaalses toitelahuses ning mõõdeti seejärel sellest eraldunud gaase. Kuigi osasid gaase (näiteks CO2) ka tõepoolest tuvastati, leiti neid eralduvat ka katse kontrolliks olnud proovist, mis oli eelnevalt steriilseks kuumutatud. Järelduseks oli, et ju siis toimus gaasi eraldumine toitelahusest läbi mingi mitte-bioloogilise mehhanismi. Hilisemad katsed on demonstreerinud, et vee lisamine kergesti regeerivatele oksiididele (mida Marsi pinnas võib vabalt sisaldada) annab praktiliselt sama tulemuse.

Teine ja kokkuvõttes kõige huvitavam katse (LR) nägi ette proovidele radioaktiivset süsinikku (14C) sisaldava toitelahuse lisamist ning hiljem seda isotoopi sisaldava süsihappegaasi tuvastamist. Asja ideeks oli, et sellise gaasi tuvastamine tähistaks pinnases elutsevate mikroorganismide ainevahetuse jääke (süsinik läheb sisse ja süsihappegaas välja). Kahe esimese testi negatiivseks osutumise järel oli kõigi üllatus suur, kui proovist hakkas praktiliselt kohe peale toitelahuse lisamist radioaktiivset isotoopi sisaldavat süsihappegaasi eralduma. Kusjuures samasugune tulemus saadi mõlema Vikingi puhul, millest esimene võttis proovi päikesele paljastatud pinnalt ning teine lähedal asunud kivi alt. Samas nädalapäevad hiljem tehtud katsed samadesse proovidesse sama toitelahust lisada sarnast reaktsiooni enam esile ei kutsunud. Sellele eksperimendile käis juurde ka kohustuslik kontrolltest, mille käigus proovi enne toitelahuse lisamist steriliseeriti. Huvitav kombel ei järgnenud steriliseeritud proovi puhul eelmainitud reaktsiooni. Ühesõnaga oli test täiesti positiivne.

Esimene selge foto Marsi pinnast. Selle tegi Viking 1 maandur 20. juulil, 1976. aastal.

Kolmanda ja viimase eksperimendi (PR) käigus jäljendati suletud konteineris Marsi valgust ja atmosfääri, kus selle peamistes gaasides (süsihappegaas ja vingugaas) oli süsinik asendatud ülalmainitud radioaktiivse isotoobiga. Sellega loodeti, et Marsi pinnases elutsevad fotosünteesivad organismid võiksid neid gaase ainevahetuseks tarbida, mille tulemusel need ladustuksid nende biomassis. Hiljem proovi 650 kraadini kuumutades biomass aurustuks ning radioaktiivseid ühendeid analüüsides võiks elusorganismide olemasolu kinnitada. Paraku oli selle tulemuseks ümmargune null.

Vikingi katsete kokkuvõtvad järeldused on kergel öeldes segased. Osad eksperimentidega lähedalt seotud olnud teadlased väidavad, et maaväline elu sai nende käigus kinnitust. Nad on sellel teemal isegi (kindlasti hästimüüvaid) raamatuid avaldanud ja vastavasisulisi teadustöid kirjutanud. Enamik spetsialiste selliste julgete järeldustega nõustuda ei taha. Nimelt on seni leitud mitmeid mitte-bioloogilisi mehhanisme, mis võiksid LR testi positiivset tulemust seletada. Pealegi kukkusid ju teised eksperimendid kolinal läbi. Teiselt poolt võib meist olla natukene ülbe eeldada, et Marsi võimalik elu on maisele toitelahusele vastuvõtlik või et see üldse koosneb orgaanilistest (süsinik-vesinik sidemeid sisaldavatest) ühenditest. Sellele vaatamata näib teaduslik üldsus olevat konsensusel, et me ei saa Vikingi katsetulemuste põhjal midagi kinnitada ega ümber lükata ning kõige õigem oleks punase planeedi pinnast ikkagi maises laboris analüüsida. Nagu astronoom ja eksobioloog* Carl Sagan rõhutas - vajavad uskumatud väited uskumatuilt häid tõendeid.

Viking 1 foto Marsi pinnast, kust maandur oma eksperimentide jaoks proove võttis.

Marsilt proovide Maale toimetamine ei ole lihtne ettevõtmine. Sond peab sinna jõudma, maanduma, kuidagi proovid võtma, Marsi orbiidile lendama, Maa suunas kiirendama ning oma väärtusliku laadungi selle atmosfääri heitma. Põhimõtteliselt samasuguseid etappe oleks vaja inimeste Marsile saatmiseks ja tagasi toomiseks. Seepärast on selliseid missioone vahel ka reklaamitud kui mehitatud marsilennu peaproove. Kuigi pinnaseproovide toomist on kavandatud juba 1975. aastast peale (esimesena Nõukogude Liidul), pole ükski neist joonestuslaualt kaugemale jõudnud. Enamasti on asi jäänud sellise ettevõtmise liigse keerukuse ja maksumuse taha. Lisaks on osad teadlased väljendanud muret tõsise (olgugi, et ebatõenäolise) võimaluse üle, et võimalikud Marsi organismid võivad Maale saabudes siinse ökosüsteemi hävitada. Teistpidi võimalus nii suurt muret ei näi tekitavat.

Hetkel on ainus reaalne samm Marsi pinnaseproovide toomise suunas juulis startiv NASA Mars 2020 mission, mis koosneb Perseverance nime kandvast marsikulgurist ja selle turjal reisvast kopterdroonist Ingenuity. Nimelt hakkab kulgur muuhulgas koguma proove, mis säilitatakse pisikestes kapslites ning jäetakse strateeglistesse kohtadesse maha. Millalgi täpsustamata tulevikus loodetakse koostöös Euroopa Kosmoseagentuuriga (ESA) samasse kohta saata väiksem kulgur, mille ülesandeks on kapslid üles korjata ja need spetsiaalsesse raketti toimetada, mis seejärel Marsi orbiidile stardib. Millalgi veelgi kaugemas tulevikus saabuks Marsi juurde järgmine mission, mis raketid orbiidilt üles korjab ning need Maa suunas toimetab. Kui veab.

Veidral kombel on meil juba pikemat aega olnud võimalus Marsi pinnast Maa laborites kuitahes lähedalt ja palju uurida. Kusjuures meil pole olnud selleks vaja isegi planeedilt lahkuda. Nimelt on hetkeseisuga Maalt leitud 268 meteoriiti, mille päritoluks on suure tõenäosusega Marss. Need kauged kivid on meieni jõudnud tänu ammustele asteroidi kokkupõrgetele, mis Marsist kilde planeetidevahelisse ruumi paiskasid ning millest mõned lõpuks meie planeedile kukkusid. Samamoodi on Marsil ilmselt tükke Maast, mis pärinevad näiteks ajast kui elu siin oli alles tekkimas või kui dinosauruste ajastu hakkas lõppema. Paraku on sellisel moel planeetide vahel reisinud meteoriidid tihtipeale kohaliku kraamiga (pinnas, atmosfäär, elu) saastunud. Lisaks võis neid kive "üles" saatnud kokkupõrge või miljoneid aastaid hiljem Maa atmosfääri sisenemine nende struktuuri tugevalt moonutada.

Kuulus 1984. aastal Antarktikast leitud Marsi-meteoriit AH84001.

Ilmselt üks kuulsamaid selliseid Marsi päritoluga meteoriite on umbes kahe kilogrammine kivi nimega AH84001, mis avastati 1984. aastal Antarktikast Alan Hillsi nimelisest piirkonnast. Erinevate radiomeetrilistele dateerimistele tuginedes on pakutud, et see kivistus magmast ligikaudu 4 miljardit aastat tagasi, paisati Marsist välja kusagil 17 miljonit aastat tagasi ning Maale jõudis see umbkaudu 13 tuhande aasta eest. Kusjuures mõnede (suhteliselt ebakindlate) analüüside põhjal võis see pärineda Marsil asuvast tohutust Valleys Marines nimelisest kanjonist, mille põhjas voolas peaaegu kindlasti millalgi vedel vesi.

Tosin aastat peale AH84001 avastamist väitis grupp teadlasi, et nad on selle meteoriidi sisemusest leidnud tõendeid fossiliseerunud bakteritest, mille päritolu ei ole ilmselt maine. Sellisele julgele avaldusele, mis sisuliselt tähistas esimest teaduslikku leidu maavälisest elust, järgnes tõeline meediatorm. Isegi toonane USA president Bill Clinton esines avalikuse ees vastavasisulise avaldusega. Kui keegi on näinud ulmefilmi Contact (soovitame vaadata!), kus Clintoni pealtnäha filmi jaoks pressikonverentsi annab ja maavälisest elust räägib, siis need kaadrid pärinevad tegelikult sellest sündmusest.

Samal ajal kui meedia hullus ja avalikus juubeldas, jäi enamus teadlastest sellise väite osas skeptiliseks. Jah, elektronmikroskoobi all nägid meteoori sisemusest leitud umbes 20-100 nanomeetrised "biomorfid" välja juskui miski, mis võis kunagi elus olla. Paraku ei saa sellist järeldust teha puhtalt subjetiivse väljanägemise - morfoloogia - põhjal. See kui miski nii väike tundus millalgi olevat elus, ei tähenda, et see seda ka oli. Kuigi meteoriidist leitud moodustiste päriolu ei ole siiani suudetud lõplikult seletada, on sarnaseid struktuure loodud laboris kasutades mitte-bioloogilisi võtteid. Nagu arvata võib, on algse avalduse teinud teadlaste grupp jäänud oma vaadete juurde. Taaskord, teaduslik konsensus neid ei toeta.

Näide AH84001 meteoriidi sisemusest leitud biomorfist, mida selle avastajad peavad tänaseni kivistunud bakteriks, mis pärineb Marsilt. Enamik teisi teadlasi seda hüpoteesi ei toeta.

Tänavu aprillis ületas AH84001 taaskord uudistekünnise, kui Jaapani teadlased avastasid kivist orgaanilist materjali, mis sisaldas muuhulgas lämmastikku. Igaks juhuks tuleks üle korrata, et orgaanilised ühendid ei tähenda automaatselt elu, vaid need tekivad ka täiesti iseseisvate looduslike keemiliste protsesside käigus. Samas ei saa jätta tunnistamata, et potentsiaal eluks Marsil minevikus või praegugi on aastatega üha võimalikumaks muutunud. Eks tuleb ära oodata aeg, mil teadlased saavad ühe värske Marsi kivikese mikroskoobi alla seada. Kui see kunagi tuleb.

Vahepeal peame aga leppima kohapeal tehtud robotuurimistega. Näiteks kaheksandat aastat Marsi Gale kraatris ringi veerev marsikulgur Curiosity teatas 2018. aastal, et ta on sealsetest pinnaseproovidest avastanud keerukaid orgaanilisi ühendeid, mis võivad olla elu tekkeks ja/või kestmiseks hädavajalikud. Teade oli eriti lootustandev, kuna Gale kraater on täidetud ammuse järve põhja kogunenud setetega. Teine huvitav leid Marsilt on alates 2004. aastast sealses hõredas atmosfääris registreeritud metaan, mille sisaldus näib tõusvat ja langevat vastavalt sealsetele (kohati ekstreemsetele) hooaegadele. Et metaan on suhteliselt ebastabiilne ja laguneb Marsi pinda kiiritavas UV-kiirguses kergesti, peab miski seda juurde tootma. See miski on tõenäoliselt mingisugune geoloogiline protsess, aga äkki ei ole ka.

Gale kraatri keskel kõrguv Mount Sharp, mis on nähtavasti tekkinud iidse järve setetest. Foto on tehtud marsikulgur Curiosity poolt.

Tuleme aga lõpetuseks korraks tagasi nende Maale sattunud Marsi-kivide juurde. Kuna me teame, et Päikesesüsteemi planeedid on minevikus omavahel materjali vahetanud, siis võib spekuleerida kõiksugu huvitavaid võimalusi. Näiteks äkki tekkis elu mitte esimesena Maal, vaid hoopis Marsil. Piisavalt suur asteroid lõi sellest miljardeid aastaid tagasi tüki välja, see jõudis miljoneid kilomeetreid vaakumit läbides Maale ning sellega kaasa rännanud eluvormid jätkasid siin oma arengut. Samal ajal kui Marss oma atmosfääri kaotas, üha külmemaks ja kuivemaks muutus hakkas hoopis Maal elu õitsema. Kas selline asi teeks meist tehniliselt marslased? Kui meil kunagi avaneb võimalus võimalikke Marsi kivistunud mikroobe uurida, kas me siis uurime oma esivanemaid?

On muidugi ka teisi võimalusi. Näiteks võis algne elu hääletada ennast Maalt Marsile, seal mõne aja vinduda ning lõpuks välja surra? Sellisel juhul uurime me enda kaugeid nõbusid. Mis siis kui elu tekkis mõlemal planeedil iseseisvalt? Tegemist oleks bioloogia püha graaliga. Selle asemel, et filosofeerida ennasttäis eelduses enda ainulaadusest, oleksime me kõigest üks paljudest keemiliste ja füüsikaliste protsesside tõenäolistest ja võib-olla paratamatutest tulemustest. Sellest võiks järeldada, et elu on universumis pigem reegel kui erand.

Kunstniku nägemus Marsist umbes 4 miljardit aastat tagasi, kui selle pinnal voolas suure tõenäosusega vedel vesi. Praegusel hetkel on Marsi atmosfäär nii hõre ja külm, et vesi ei saa seal vedelal kujul eksisteerida. Küll aga võib sügaval pinna all seda veel leiduda.

Mis siis kui Marsilt ei leita elu? Ei elavat ega fossiilset. Taaskord peab meenutama eksobioloog Carl Sagani vaadet sellisele reaalsele võimalusele. Tema lõputuna näivas optimismis poleks tegemist täieliku pettumusega, kuna sellisel juhul oleks meil olemas katse ja kontroll - elust pakatav Maa ja tühermaast Marss - mis asuvad üksteisele ajas ja ruumis väga lähedal. Miks Maal, aga mitte Marsil? Huvitav küsimus, eksole.

*peale Marsi peetakse potentsiaalselt elu toetavateks taevakehadeks Veenust (kõrgel atmosfääri ülakihtides), Jupiteri veerikkaid kuid Callistot, Ganymedest ja Europat ning Saturni kuusid Titaani ja Enceladust.
*eksobioloogia ehk astroboloogia on teadusharu, mis tegeleb elu tekke, varjase arengu ja selle võimalikku leidumisega teistel taevakehadel peale Maa.

Fermi paradoks ehk kus nad kõik siis ikkagi on?

Ühel 1950. aasta suvepäeval kolleegide seltsis lõunatades olla Itaalia osakestefüüsik Enrico Fermi äkki hüüdnud: "Aga kus nad siis ikkagi on?". Vaatamata küsimuse mõningasele kohatusele said tema kaaslased kiiresti aru mida mees sellega mõtles. Nimelt tundis Fermi huvi selle vastu, et miks ei ole meid ümbritsev maailmaruum täidetud ilmingutega maavälisest elust. Teisisõnu, miks ei kiha maailmaruum kaugete tsivilisatsioonide raadiosignaalidest, tähtedevahelistest laevadest ja sondidest?

Itaalia osakestefüüsik Enrico Fermi

Siinkohal tasub kohe ära mainida, et nii nagu ei avalda andekdootlikud lood ja hägusad fotod väidetavatest maavälistest laevadest ja nende navigaatoritest (mõnikord vääralt nimetatud ka UFO-deks) erilist muljet tänapäeva teadlastele, ei näinud ka Nobeli laureaadist Fermi ja tema kolleegid neis midagi enamat kui inimliku enesepettuse moodsat alavormi. Nagu ütles Richard Feynman (samuti Nobeli preemi võitnud füüsik) aastaid hiljem: "Ma arvan, et on palju tõenäolisem, et teated lendavatest taldrikutest on pigem tuntud maapealse irratsionaalsuse kui tundmatu määvälise ratsionaaluse ilmingud."

Milles aga seisneb antud paradoks? Paradoks ei ole midagi muud kui näiline vastuolu kahe vastastikuse, kuid loogiliselt õigustatava hoiaku vahel. Antud juhul tekib vastuolu vaatlustulemuste ja tõenäosuste vahel. Ühelt poolt ei näe me enda ümber mingit suurt tulnukate sagimist, teisalt mõeldes näib, et universum peaks justkui elust pakatama. Sellel teisel hoiakul on mitu head põhjendust/haritud väidet (sellega seotud Drake võrrandi kohta loe pikemalt alt):

• Meie Galaktikas on miljardeid meie Päikese sarnaseid tähti, millest paljud on meie omast miljardeid aastaid vanemad.
• Päris kindlasti on nende tähtede ümber hulgaliselt Maa-sarnaseid planeete ja kui Maa on nende seas tüüpiline, siis paljudel neist on juba (ammu) tekkinud intelligentne elu.
• Mõned neist tsivilisatsioonidest on jõudnud etappi, kus nemad või nende sondid suudavad reisida tähtedevahelises ruumis.
• Isegi tänapäevaste vahenditega saavutavas suhteliselt aeglases tempos oleks võimalik Linnutee läbi uurida mõne miljoni aastaga.

Kõik need väited olid Fermi ajal mõeldavad ja olemas. Kiire arvutuse kohaselt, mille ta olevat selle sama suvepäeva lõunapausil teistele ette vuristanud, peanuks meid ammu tulnukate tsivilisatsioonide esindajad külastama. Või siis vähemalt nende sondid. Fermi enda toonast järeldust, mis on tänapäeva säilinud läbi kuulajate mälestuste, vaatame hiljem. Seni aga vaatame mõnda paljudest lahendustest, mida on pakutud ja millest igaüks võib täiesti vabalt ka tõele vastata.

• Elu on tõeline haruldus

Mõnikord ka "Haruldase Maa hüpoteesi" kandev oletus ütleb, et elu teke ja elu arengu suurte verstapostide, nagu näiteks seksuaalse paljunemise ja hulkraksete organismide teke võib olla ülimalt ebatõenäoliste astrofüüsikaliste, geoloogiliste, keemiliste ja muude kokkulangevuste tulemus. Teiste sõnadega on elu või vähemalt piisavalt keeruka elu tekkeks vajaminev keskkond nii spetsiifiline, et seda on terves Universumis seniste miljardite aastate jooksul juhtunud vaid üksikud korrad, kui mitte vaid üksainus kord.

Mõistmaks kõiki keerulise bioloogia saabumiseks vajaminevaid samme füüsikalistest ja keemilistest aspektidest võib silme eest kirjuks minna. Esiteks on meil vaja asuda galaktika siseselt sobivas asukohas(tuuma lähedal on liiga ohtlik, ääres on liiga rahulik), meie täht peab olema piisavalt stabiilne, me peame asuma tähest õigel kaugusel kus huvitavad keemilised reaktsioonid saavad toimuda, planeet peab olema algmaterjali jaoks õiges suuruses, Jupiteri sarnane hiidplaneet peab kaitsma seda kosmoseprügi eest, planeedil peab olema magnetväli, laamtektoonika, atmosfäär, suur hulk vett, evolutsioon peab toimima pika aja jooksul ning tegema mitu suurt "avastust" jne.

Kuigi see võib, ja osadele ka kindlasti kõlab, väga inimkeskse arutluskäiguna, on kõiki neid pisiasju vaja intelligentse ehk seega keerulise elu tekkeks. Kui taevast sajab vihamana kive ja kiirgust, kui täht üritab planeeti tappa ja vaakumi kõleduses rebivad molekulid end ise koost ei näe iial ilmavalgust ei astronoomid ega arvutid.

• Jah, intelligentset elu on, aga tsivilisatsioone mitte

Elu on Maal eksisteerinud 4 miljardit aastat, aga esimene tsivilisatsiooniehitaja perspektiiviga liik arenes siin kõigest 3 miljonit aastat tagasi. Võib ju täitsa olla, et universum õitseb lopsakast elust, kellest paljusid võiksime sarnaselt delfiinide või primaatidega nimetada intelligentseteks, kuid kes ei jõua ookenidest või vihmametsadest eales kosmosereisideni.

Ainus teadaolev tõeliselt arenenud tsivilisatsioon universumis. Foto tehtud Rahvusvahelise Kosmosejaama pardalt.

Teine võimalus on, et tsivilisatsioonid küll eksisteerivad, kuid nende tehniline võimekus on ebapiisav endast märku andma või meie jaoks tuvastada. Ühesõnaga ei pruugi nad olla piisavalt targad. Nagu ütles astrofüüsik Stephen Hawking: "On ebaselge kas intelligentsusel on (loodusliku valiku kontektsis) pikaajalist väärtust".

• Intelligentne elu hävitab ennast

Sellest on kirjutatud terveid raamatuid ja kui me ennast varsti ei hävita, kirjutatakse veel edasigi. USA astronoom Carl Sagan on seda kahetsusväärset võimalust kaaludes arvanud, et umbes sada aastat peale tuumareaktsioonide ja raadioastronoomia avastamist kestab tsivilisatsiooni elus puberteediaeg ja kui me selle tormilise vaheetapi üle elame, siis võime me (või meie kauged järglased) kesta miljoneid aastaid. Paraku näib, et see lootus võib olla lollide lohtus. Keskkonna saastumine ja häving, globaalsed kliimamuutused, ressursside ammendumine, tuumapommide kujutlematu potentsiaal hävinguks, tsivilisatsioonide kollapsilained ja ohtlikud mängud tehisintellektidega - kõik need näivad olevat "targa" elu olemasolu lõpetavateks teguritest.

Kalduvust enesehävitamiseks saab edukalt vaadata ka termodünaamilisest vaatenurgast. Elu on tervikuna korrastatud füüsikaline süsteem, mis võitleb entroopia vastu suurendades oma komplektsust (mitte segi ajada keerukusega). Selle kasvuga muutub süsteem ebastabiilseks ja haavatavaks. Võib olla on tsivilisatsiooni etapp, milles saab võimalikuks tähtedevaheline kommunikatsioon, selle vältimatu enesehävingu ettekuulutaja.

• Intelligentne elu hävitab teisi

On pakutud, et mingist teatud tehnoloogilise võimekuse määrast alates kaldub intelligentne elu hävitama teisi intelligentseid liike. Selle motiivideks võivad olla hirm, ahnus, paranoia, agressioon. Oleks näiteks väga raske ette kujutada, et Maal areneks inimeste kõrval paralleelselt teine intelligentne ja tehniline tsivilisatsioon (näiteks vaalalistest). Me lihtsalt kõrvaldaksime igasuguse sellise arengu juba eos, kuna ressursid on piiratud ja meile ei meeldi jagada. Midagi sarnast võib juhtuda kosmosesügavustes, kus üksikud esimesed tehnoloogilised tsivilisatsioonid piiravad tahtlikult või tahtmatult teiste tekkimist.

Eriti ulmeliselt kõlava oletuse kohaselt saaks taolist ennetustööd teha näiteks isepaljunevate sondide abil, mis kord avastanud elu sisaldava planeedi, jäävad seda pikemaks ajaks jälgima. Kui sealne evolutsioon hakkab arenema intelligentsuse poole, on aeg sondil sekkuda ja konkureeriv liin kõrvaldada. Selle hüpoteesi kohaselt on universumis kas väga vähe omavahel sõdivaid intelligentseid tsivilisatsioone või oleme meie juhuslikult esimene.

• Perioodilised massilised väljasuremised

Dinosauruste väljasuremine arvatava asteroidi kokkupõrke tulemusel on parim näide. On täiesti mõeldav, et planeete tabavad aeg-ajalt suured katastroofid (massiivsed vulkaanipursked, asteroidid, gammakiirguse sähvatused), mis kui mitte ei hävita kogu elu, siis hävitab vähemalt tsivilisatsiooni enne kui see suudab kosmosesse levida.

Nii nagu dinosaurused hukkusid juhusliku astreroiditabamuse tõttu võib kõigi tsivilisatsioonide eluiga jääda suhteliselt lühikeseks. Kas siis loodusliku või enda poolt põhjustatud katastroofi tõttu.

• Kosmos on liiga suur

Vahemaad tähtede vahel on meeletud ja isegi valguse kiirusel liikuval raadiosignaalil kulub sadu tuhandeid aastaid jõudmaks ühest Linnutee servast teise (rääkimata siis teistest galaktikatest, mille vahemaid mõõdetakse miljonites valgusaastates). Isegi kui mõni tulnukate tsivilisatsioon võtab praegusel hetkel vastu esimese piisavalt võimsa meie planeedilt pärineva raadiosignaali (ütleme, et II maailmasõja päevilt ehk siis umbes 80 valgusaasta kaugusel), siis nende vastust peame me ootama veel omakorda 80 aastat. Vahemaid suurendades tuhandete valgusaastateni, muutub dialoog kahe tsivilisatsiooni vahel suhteliselt mõttetuks. Lisaks degradeerub ja nõrgeneb raadiosignaal igasse suunda levides üsna kiiresti ning lihtsast ja ühesest signaalist võib aastasadade jooksul saada arusaamatu müra.

Raadiosignaali nõrgenemine kauguse kasvuga. Sama kehtib igasuguse elektromagnetkiirguse puhul.

Inimkond on ümbritsevat taevast raadioteleskoopide abil süstemaatiliselt kuulanud umbes 60 aastat. Siiani kostuvad sealt vaid looduslikud signaalid. Osad on pakkunud, et võib olla ei ole tulnukate signaalid ja sondid lihtsalt veel meieni jõudnud. Kuna aga 60 aastat on Linnutee elueaga võrreldes jaburalt väike aeg, on ülimalt ebatõenäoline, et meie tsivilisatsioon juhtus tekkima täpselt ajal mil galaktika alles hakkab raadiosignaalidest kihama.

• Tähtedevahelise kolonisatsiooni raskused

On väga raske öelda kui kallis oleks tsivilisatsiooni jaoks tähtede vaheline reisimine. Sondid oleksid suhteliselt odavad, kuid kolonistidega täidetud kosmoselaevad, mis peavad meile teadaolevate füüsikaseaduste kohaselt liikuma igal juhul valgusest aeglasemalt, nõuaksid ehitamiseks tohutult ressursse. Et tähtede vahel haigutavad hoomamatult suured tühimikud, peaksid need laevad veetma korraga sadu või tuhandeid aastaid kosmoses, teadmata kindlalt, kas järgmise tähe juures avaneb neil võimalus oma varusid täiendada. Lisaks ei saa tsivilisatsioon olla kindel, kas reisile saadetud kolonistide kauged järglased jagavad samu motiive, millega nad teele pandi. Tuhandete aastate jooksul tekib taolistel põlvkonnalaevadel oma kultuur ja tsivilisatsioon. Näiteks võivad nad areneda spetsiaalselt eluks kosmoses, mistõttu ei paku neile enam huvi elu planeetidel. Miks üldse saata kedagi või midagi nii pikajalisele reisile?

• Me ei oska õigesti kuulata

SETI (Search for extraterrestrial intelligence ehk intelligentse elu otsing) programmid kuulavad kosmost teatud eeldustele toetudes, millest tulnuklik elu ei pruugi kinni pidada. Näiteks võivad nad kasutada kas väga kiiret või väga aeglast andmevahetust või raadiosagedusi, mida me peame obskuurseteks. Lisaks keskendume me oma otsingutes Päikese-sarnastele tähtedele, mis võib olla viga.

Suurim väljakutse on aga ümbritseva universumi suurus ning meie poolt kasutatavate raadioteleskoopide tundlikus. Näiteks ligi 300 meetrise läbimõõduga Arecibo raadioobservatoorium on üks planeedi tundlikumaid instrumente, kuid Maalt lähtuvaid igapäevaseid raadio- ja telesignaale suudaks see tuvastada kõigest 0,3 valgusaasta kauguselt (1/10 vahemaast lähima täheni). Seega vajame me kas oluliselt tundlikumaid instrumente või peame me kinni püüdma väga konsentreeritud raadiosignaali. See viimane eeldab, et teised tsivilisatsioonid neid ka saadavad ja meie juhtume asuvat õigel hetkel õiges kohas ning taevast õiges sageduses kuulamas.

Maalt pärinevate raadio(tele)signaalide järjestus ja ulatus võrreldes meile lähimate tähtedega. Mulli suurus on umbes 80 valgusaastat, mille sisse mahub kõigest mõnisada lähimat tähte. Vaidluskohaks on, et kui tuvastavad need signaalid loomuliku degradeerumise tõttu oleksid.

Näiteks Arecibo observatooriumi kasutati 1974. aastal saatmaks üht sellist sümboolset signaali. M13 täheparve poole pandi teele binaarne sõnum, mis andis väga robustse ülevaate meie asukohast, inimesest ja DNA ehitusest. Kogu sõnum kestis umbes 3 minutit. Selleks, et keegi seda sõnumit saaks vastu võtta, peaks ta asuma signaali teel ning seda meie suunast täpselt õigel ajahetkel kuulama.

• Raadiosignaale kasutavad ainult algajad

Tehnoloogilise tsivilisatsiooni jaoks võivad raadiosignaalid kasutuses olla kõigest esimeste arenguetapide jooksul, peale mida nad kasutavad meie jaoks veel tundmatuid või tuvastamatuid suhtlusviise. Juba meie näitel on näha kuidas inimkond on asendamas suhteliselt suurte kadudega raadiosignaale efektiivsemate valguskaablite vastu (näiteks televisioon). On oletatud, et kõrgelt arenenud tsivlisatsioonid võivad raadio asemel kasutada neutriinosignaale, mida me alles õpime tuvastama.

• Neil on tegemist

Võib olla kaasneb kõrge arenguga huvipuudus ümbritseva universumiga suhtlemiseks ja selles reisimiseks. Kui tsivilisatsioon allutab planeedi keskkonna enda võimu alla ning suured tehnilised probleemid kaovad, pöörduvad nad pigem virtuaalse meelelahutuse kui avastamisretkede poole. Füüsiline maailm ei paku neile enam huvi.

• Kõik kuulavad, aga keegi ei saada

Äkki on mõni tehniline tsivilisatsioon küll võimeline Maale signaale saatma, aga selle asemel nad lihtsalt kuulavad. Kui enamus või kõik tsivilisatsioonid on sellised, võib Linnutee olla täidetud kuulavate tsivilisatsioonide poolt. Sellist olukorda nimetatakse SETI paradoksiks.

Ka meie endi näitel on näha vastumeelsust kosmosesse signaale saata. Mõned üksikud korrad (näiteks Arecibo sõnum) on endaga toonud kaasa pahameele turvalisuse ja raharaiskamise teemadel. Isegi kui me tuvastaksime maavälise signaali, tekiks tõsine arutlus sellele vastamise üle. Kes esindab Maad? Kas me ikka suudame vastata? Mida me peaksime üldse vastama?

• Loomaaia hüpotees

Intelligentsed tsivilisatsioonid on kõikjal meie ümber, kuid mingil põhjusel ei taha nad meiega ühendust võtta. Võib olla nad kardavad sellega häirida meie loomuliku arengut. Muidugi kogu asi kukuks kokku kui kasvõi üks tsivilisatsioon otsustaks seda rikkuda. See tõenäosus tõuseb proportsioonis tsivilisatsioonide arvu kasvuga. Kui aga üks esimestest ja võimsamatest tsivilisatsioonidest on kehtestanud selle karmi seaduse või normina, võivad teised karta karistust.

Selle hüpoteesiga on lähedalt seotud planetaariumi hüpotees, mille kohaselt on Päikesesüsteem isoleeritud ning meile vaadeldav universum on simuleeritud selliseks, et selles ei tunduks muud elu olevat. Antropoloogidest tulnukad saavad seega meid jälgida täielikus isoleerituses.
Ühe kolmanda hüpoteesi kohaselt leiutab bioloogiline tsivilisatsioon varem või hiljem tehisintellekti, mis tähendab tavaliselt esimese hukku. Seega on universum täidetud tehisintellektidega, kes ei taha või ei huvitu primitiivsest bioloogilisest elust. Kohe kui inimkond enda tehisintellekti leiutab ning hukkub, võetakse meie tehniline järeltulija avasüli tehismõistuste kollektiivi vastu.

• Suhelda on ohtlik

Maavälised tsivilisatsioonid võivad olla jõudnud järeldusele, et igasugune suhtlus võib olla neile või teistele ohtlik. Kui mitte otseselt, siis näiteks läbi levivate ideede. Huvitaval kombel võib selle põhjuseks olla Fermi paradoks iseenesest (või selle maaväline ekvivalent). Kui universum on vaikne, siis sellel võib olla mingi väga hea põhjus ning poleks mõistlik seda status quod rikkuda. Näiteks mis siis kui Linnutee on täidetud tapja-sondide poolt, kes automaatselt arenenud tsivilisatsiooni hävitavad?

Võib olla on intelligentse elu loomuses hävitada konkurente ja võib olla sellepärast meie ümber vaikus valitsebki.

• Nad on siin

Päris suur hulk inimkonnast usub, et vähemalt osad UFO-d (tundmatud lendavad objektid) on maavälist päritolu. Teaduslik üldsus on aga arvamusel, et kuigi me ei suuda neist osasid küll tuvastada või seletada, on asi veenvatest tõenditest kaugel.

Muidugi on võimalik, et valitsused varjavad teadmist maavälisest elust või näiteks kosmosest leitud signaalidest. Ajalugu on aga õpetanud, et igasugused saladused ja vandenõud ei kesta valitsuste omandis kaua. Meie loomuses on huvitavaid saladusi välja rääkida.

___________________________________________________________________________________

Kuigi lahendusi Fermi paradoksi kohta on pakutud sadu, ei ole me veel võimelised täie kindlusega ühtki neist välistama või kinnitama. Võib olla ei juhtu seda kunagi. Samal ajal otsingud jätkuvad - nii raadioteleskoopidega kui ka otseste vaatlustega (kuigi mitte eriti suures mastaabis, kuna taolisteks projektideks ei taheta reeglina palju raha jagada). Küsimus on ju sisuliselt eksperimentaalne - nad kas on olemas või ei ole. Senikaua kuni tõendeid puuduvad, pole midagi häbiväärset järelduses, et me lihtsalt ei tea.

Mis aga on neist kõige tõenäolisem? Nii nagu Fermi ja tema kolleegid 70 aastat tagasi järeldasid, on kosmos väga suur paik ja vahemaad raskesti ületatavad. Elu teke on haruldane ja Linnutees elame me pigem äärealadel - kaugel selle metropoliitsest südamest.

Isegi kui Linnutee on vaikne ja üksildane on universum täidetud galaktikate poolt. Neis igas vähemalt sama palju tähti kui meie omas. Foto Hubble kosmoseteleskoobi poolt. Praegu arvatakse, et galaktikaid on universumis kokku ligi triljon.

PS: Fermi paradoksi tasub vaadelda eelkõige meie galaktika ehk Linnutee kontekstis. Kas elu ja intelligentset elu võib asuda teistes sadades miljardites galaktikates, ei saa me tõenäoliselt mitte kunagi teada.

Drake võrrandist

Tuleme korraks tagasi tõenäosuste juurde, mis on Fermi paradoksi aluseks. Ehk siis kui palju tehnilisi tsivilisatsioone, kellega me saaksime põhimõtteliselt suhelda võiks ikkagi Linnutees leiduda? Esimese meetodi selle hindamiseks lõi USA astronoom ja astrofüüsik Frank Drake 1961. aastal, kui ta pani kirja ühe lihtsa võrrandi, mis kannab siiani tema nime:

N = R(*) x f(p) x n(e) x f(l) x f(i) x f(c) x L

N on tsivilisatsioonide hulk Linnutees, millega oleks meil võimalik suhelda. Omavahel lihtsalt korrutavad tegurid on:

R(*) - meie galaktikas toimuv keskmine tähetekke määr (tähte aastas)
f(p) - kui paljude nende tähtede ümber võivad asuda planeedid (murdarv)
n(e) - keskmine arv planeete ühe tähe ümber mis võivad olla elu jaoks sobivad (täisarv)
f(l) - kui paljudel neist planeetidest võib elu tekkida (murdarv)
f(i) - kui paljud neist võivad areneda intelligentseks eluks/tsivilisatsiooniks (murdarv)
f(c) - kui paljud neist jõuavad tehnoloogilise tsivilisatsioonini, mis suudaks saata maailmaruumi tuvastavaid signaale (murdarv)
L - aeg kui kaua sellised tsivilisatsioonid tuvastavaid signaale kosmosesse saadavad (aastates)

Valem on ilus ja elegantne. Sellega on ainult üks jama - me ei tea ühegi teguri täpset väärtust. Kui esimest kolme suudame me astronoomiliste vaatlustega vähemalt üha paremini täpsustada, siis ülejäänute väärtusi võime me ainult oletada. Näiteks kui paljudel planeetidest võib tekkida elu? Pole aimugi. Siiani saame me kindel olla, et see on tekkinud vähemalt ühel planeedil terves universumis. Sellest teadmisest on aga võimatu midagi statistilist järeldada.

Vaatamata sellele on valemit erinevate väärtustega lugematuid kordi läbi proovitud. Drake ise kasutas selleks 1961. aastal olemasolevaid parimaid hinnanguid järgnevalt:

R(*) - 1 täht aastas (konservatiivne)
f(p) - 1/5 kuni 1/2 ehk viiendikul kuni pooltel tähtedest on planeedid (konservatiivne)
n(e) - 1 kuni 5 nendest planeetidest võivad olla elu tekkeks sobilikud (optimistlik)
f(l) - 1 ehk 100% nendest planeetidest tekib elu (väga optimistlik)
f(i) - 1 ehk 100% elust jõuab intelligentsete olenditeni (väga optimistlik)
f(c) - 1/10 kuni 1/5 nendest suudavad saata kosmosesse raadiosignaale või sonde (väga optimistlik)
L - 1000 kuni 1 000 000 000 (miljard) aastat kestab nende tsivilisatsioon (optimistlik)

Minimaalsete väärtustega arvutades saab valemi tulemuseks 20. Maksimaalsete väärtustega aga 50 miljonit. Kuna tegurid on tundmatud järeldas Drake, et kõige õigem oleks valemi tulemuseks võtta selle viimane teguri väärtus ehk siis Linnutees on hetkel 1000 - 1 000 000 000 tsivilisatsiooni.

Tänapäevaste teadmiste juures oskame me valemi kolme esimese teguri kohta juba midagi väita. Näiteks Linnutees toimuv tähetekke on umbes 1,5 - 3 tähte aastas. Eksoplaneetide massilise leidmisega võime öelda, et peaaegu kõigi tähtede ümber on planeedid (teine tegur ligineb 1-le). Elu tekkeks sobivaid taevakehasid võib nende seast olla aga kõigest 0,4.

Elu tekke osakaal nende hulgas on aga sama ebakindel kui 60 aastat tagasi. Kui me oleksime vahepeal näiteks avastanud mikroobse elu Marsilt või Jupiteri kuudelt, saaksime me öelda, et elu teke on väga tõenäoline. Aga me ei ole teinud sellist avastust ning ainult ühe juhtumi põhjal (elu Maal) ei saa me midagi tõelist väita. Intelligentse elu tekke tegur on neist eriti suure vaidluse all. Osad väidavad, et selline keeruline elu on väga raske tekkima, kuna see nõuab palju kokkusattumusi ja hüppelisi evolutsioonilisi arenguid (hulkrakuline elu, seksuaalne paljunemine, jne). Samuti on suure vaidluse all kui paljud tehnilised tsivilisatsioonid tõepoolest tahavad või suudavad raadiosignaalidega suhelda (ülal sai sellest ka pikemalt räägitud).

Inimkonna poolt kosmosesse jõudnud raadiosignaalide ulatus (sinine, noolega) võrreldes Linnutee suurusega. Läheb ligi sada tuhat aastat enne kui sfäärina valguse kiirusel paisuv raadiomull terve Galaktika täidab.

Tsivilisatsiooni kestvus on jällegi suur küsimärk. USA teadusajaloolane Michael Shermer on näiteks arvutanud, et keskmine tsivilisatsiooni vanus on kusagil 304 aastat. Kuna aga ajaloos on ühe tsivilisatsiooni lõpp tähendanud tavaliselt teise algust, ei saa seda Drake valemi kontekstis väga hästi kasutada. Osad optimistid väidavad, et teatud arenguastmest peale võib tsivilisatsioon jõuda stabiilsesse faasi ning kesta miljoneid kui mitte miljardeid aastaid. Võib olla meie maailmalõpu viimasel hetkel suvatseb mõni inimene Drake võrrandile mõelda, et sinna sisse viia viimase teguri parim teadaolev väärtus. Kas see teeb tulemuse paremaks või halvemaks selgub alles siis.

Igatahes hetkel kõigub valemi tulemus tõenäosusest, mis teeb meist universumi ainukese mõistusega olendi kuni selleni, et ainuüksi Linnutees on kümneid miljoneid tehnilisi tsivilisatsioone. Teisisõnu meil pole aimugi.

Ühte huvitavat asja võib aga Drake võrrandi kohta veel lõpetuseks öelda. Kolm selle esimest tegurit tunduvad olevat suhteliselt kõrged ehk elu tekkeks näib võimalusi jaguvat (kui mitte Linnutees, siis vähemalt sadades miljardites teistes galaktikates). Aga vaatamata sellele nõuab Fermi paradoks lahendust. Kus nad siis ikkagi on? Kangesti näib, et probleem peitub ikkagi võrrandi teises pooles, mis tegeleb elu tekke ja selle kestvusega. Laias laastus on kolm võimalust. Kas me oleme ainukesed, üks vähestest või terendab meie tsivilisatsiooni lõpp lähitulevikus. Pessimistina panustaksin isiklikult sellele viimasele.

Voyageri kosmosesondide pardal olid kullatud plaadid, mis sisaldasid lisaks informatsioonile meie asukoha ja olemuse kohta helifaile Maa erinevatest kultuuridest (ja näiteks vaalalistelt). Võib olla korjab keegi või miski need kunagi kosmosest üles ning saab teada, et vähemalt kunagi me eksisteerisime.

Andke ka kindlasti kommentaarides teada millist lahendust Fermi paradoksile teie kõige tõenäolisemaks peate.