ناسا و هرو ایکس در حال جستجوی حیات در مریخ!!

کنجکاوی با استفاده از ابزار شیمی و دوربین خود (ChemCam) ترکیب یک سطح سنگی را بررسی می‌کند. اعتبار: ناسا

تقریباً 60 سال است که مأموریت‌های روباتیک در جستجوی شواهد بالقوه حیات در سطح مریخ کاوش می‌کنند. ماموریتهای رباتیک بیشتری در 15 سال آینده به این جستجو ملحق خواهند شد، اولین نمونه بازگشتی از مریخ (مریخ نورد پشتکار یا استقامت) به اینجا زمین می‌رسد و ماموریت‌های خدمه به آنجا ارسال می‌شود. این مأموریت‌ها مانند پیشینیان خود، برای بررسی نمونه‌هایی از شن‌های مریخ برای جستجوی نشانه‌های بالقوه حیات گذشته، بر طیف‌سنجی جرمی تکیه خواهند کرد.

با توجه به اینکه چقدر داده می‌توانیم از این ماموریتها انتظار داشته باشیم، ناسا به دنبال روش‌های جدیدی برای تجزیه و تحلیل نمونه‌های زمین‌شناسی است. برای این منظور، ناسا با پلتفرم جهانی یافتن منابع زندگی HeroX و شرکت علم داده درایون دیتا برای راه‌اندازی چالش طیف‌سنجی مریخ: کشف شواهد برای زندگی گذشته همکاری کرده است. این چالش با یک جایزه 30000 دلاری به دنبال روش‌های نوآورانه‌ای است که بر یادگیری ماشینی تکیه می‌کنند تا به‌طور خودکار نمونه‌های زمین‌شناسی مریخ را برای نشانه‌های بالقوه حیات گذشته تجزیه و تحلیل کنند.

علیرغم شصت سال تلاش هماهنگ توسط آژانس‌های فضایی متعدد، جستجوی حیات در مریخ چیزی بیش از نتایج غیرقطعی به همراه داشته است (همانطور که توسط فرودگرهای وایکینگ 1 و 2 نشان داده شده است). با این وجود، بررسی‌های مدرن نشان داده‌اند که مریخ بیلیونها سال پیش مکانی بسیار گرم‌تر و مرطوب‌تر بوده است. این کشف یکی از عمیق‌ترین پیشرفت‌ها در علوم سیاره‌ای است و به تلاش‌های مجدد برای یافتن شواهدی از حیات گذشته (و شاید حتی حال) در مریخ منجر شده است.

در طول دوره نواچیان (حدود 4.1 تا 3.5 بیلیون سال پیش)، مریخ جو متراکم‌تری داشت و شرایط سطح به اندازه‌ای گرم بود که آب مایع روی سطح آن جریان داشت. شواهدی از این امر امروزه به شکل کانال‌های رودخانه‌ای، رسوبات، دلتا و سایر ویژگی‌هایی که در حضور آب جاری تشکیل می‌شوند حفظ شده است. دانشمندان امیدوارند با دانستن مدت زمان تداوم این شرایط، تعیین کنند که زندگی تا چه مدت می‌توانست وجود داشته باشد.

متأسفانه انجام آنالیز شیمیایی بر روی نمونه‌های خاک و سنگ زمان بر است. علاوه بر این، تحلیل‌ها زمانی که به شدت به تفسیر انسانی وابسته باشند، می‌توانند از نتایج مثبت کاذب تاثیر بگیرند. دانشمندان امیدوارند با استفاده از تکنیک‌های یادگیری ماشینی که در آن مدل‌های تحلیلی از مجموعه داده‌های عظیم ایجاد می‌شود، فرآیند تجزیه و تحلیل شیمیایی را خودکار کرده و آن را کارآمدتر و زمان‌برتر کند.

برای این چالش، ناسا به دنبال روش‌های ابتکاری برای تجزیه و تحلیل خودکار داده‌های به‌دست‌آمده از ابزار تحلیل نمونه در مریخ (SAM) روی مریخ‌نورد کنجکاوی است. این داده‌ها توسط مرکز پرواز فضایی گوددارد ناسا (GSFC) و مرکز فضایی جانسون (JSC) و تیم علمی SAM ارائه شده است. کنجکاوی برای سال‌ها از ابزار SAM برای جمع‌آوری نمونه‌های خاک و سنگ مریخ و قرار دادن آن‌ها در تجزیه و تحلیل گاز تکامل‌یافته (EGA) استفاده کرده است.

اینکار  شامل حرارت دادن نمونه‌ها تا زمانی است که گازهایی را منتشر کنند که می‌تواند توسط طیف‌سنج‌ها برای امضاهای شیمیایی خاص تجزیه و تحلیل شود. دستگاه SAM این کار را با یک کروماتوگراف گازی که گازها را برای کمک به شناسایی آنها جدا می کند، یک طیف سنج جرمی که عناصر ضروری برای حیات را تشخیص می‌دهد و یک طیف سنج لیزری قابل تنظیم که بخار آب را تشخیص می‌دهد و متان را تجزیه و تحلیل می‌کند تا ببیند منشأ زیستی توسط موجودات زنده دارد یا خیر (تولید شده) انجام می‌دهد.

گرگ لیپستین، مدیر درایون دیتا، در بیانیه مطبوعاتی چالش گفت: “این یک سوال تحقیقاتی جذاب است که در آن ابزارهای یادگیری ماشینی می‌توانند تاثیر واقعی بر نحوه یادگیری بیشتر در مورد مکان خود در جهان داشته باشند. این یک فرصت عالی برای مهار کردن هوش جمعی و اشتیاق جامعه داده برای پیشبرد وضعیت علم است.”

با توجه به صفحه چالش، بهترین روش‌ها باید بتوانند خانواده‌های خاصی از ترکیبات شیمیایی را شناسایی کنند که مورد علاقه اخترزیست‌شناسان هستند. اینها عبارتند از نیتروژن، فسفر، گوگرد، اکسیژن و کربن، بلوکهای شیمیایی سازنده حیات و مواد فرار مانند آب، آمونیاک و متان که با فرآیندهای بیولوژیکی مرتبط هستند. رقبا همچنین می‌توانند از بسیاری از آزمایش‌های انجام شده بر روی نمونه های آنالوگ استفاده کنند.

از این رو، رقبا وظیفه دارند روش‌های یادگیری ماشینی را توسعه دهند که از دانشمندان در تجزیه و تحلیل و تفسیر داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط مأموریت‌ها (نمونه‌های درجا) و ابزارهای آزمایشگاهی (از مأموریت‌های بازگشت نمونه) پشتیبانی می‌کند. همچنین امید است که این پیشرفت‌ها به دانشمندان کمک کند تا عملیاتهای ماموریتی آینده را با سرعت و کارایی بیشتر انجام دهند. این مسابقه از 18 فوریه آغاز شده و تا 18 آوریل 2022 ادامه خواهد داشت.

تکنیک‌های برنده 15000 دلار (مقام اول)، 7500 دلار (نفر دوم)، 5000 دلار (سوم)، با جایزه 2500 دلاری دریافت خواهند کرد. علاوه بر این، برنده‌ها ممکن است برای کمک به تجزیه و تحلیل داده‌ها از مریخ و به طور بالقوه حتی اطلاع‌رسانی به ابزارهای آینده برای انجام تجزیه و تحلیل استفاده شوند. این کار شامل ماموریت اگزومارس 2022 ESA و روسکاسموس متشکل از فرودگر روسی کازاچوک، مریخ‌نورد روزالیند فرانکلینESA و ماموریت دراگون‌فلای ناسا به تیتان (بزرگترین قمر زحل) است.

کال کی ساهوتا، مدیر عامل هرو ایکس گفت: «این که فکر کنیم ممکن است سرنخهایی از حیات گذشته در مریخ وجود داشته باشد، هیجان انگیز است. این چالش‌ها بسیار الهام‌بخش هستند زیرا ما به دنبال شواهدی از حیات فرازمینی هستیم.»

این چالش برای هر فرد 18 سال یا بالاتر آزاد است و شرکت کنندگان می‌توانند به صورت انفرادی یا تیمی رقابت کنند. این مسابقه برای افراد و تیم‌ها از هر نقطه از جهان آزاد است، مشروط بر اینکه تحریم‌های فدرال شرکت را منع نکنند (ممکن است برخی محدودیت‌های اضافی اعمال شود). برای اطلاعات بیشتر در مورد قوانین، یا پذیرش چالش می‌توانید به لینک https://mars.drivendata.org مراجعه کنید.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

NASA and HeroX are crowdsourcing the search for life on Mars

by Matt Williams, Universe Today FEBRUARY 22, 2022

https://phys.org/news/2022-02-nasa-herox-crowdsourcing-life-mars.html