Dünyanın ötesinde yaşam bulmak, bilim ve insan düşüncesinin tüm alanları için önemli etkileri olan önemli bir bilimsel keşif olacaktır. Ancak, dünya dışı yaşam için sadece bir doğrudan arama yapıldı.
Mars’a inen NASA Viking uzay aracı, bu aramayı 1976 yazında gerçekleştirdi. Viking, üç biyoloji deneyleri yapmak için Landers’da deney odaları olan iki ikiz yörünge ve inişten oluşuyordu.
Geçtiğimiz yarım yüzyılda, Viking biyolojisi deneyleri sırasında yapılan ölçümler birçok tartışma, analiz ve spekülasyonun konusu olmuştur. Bugün, bilim adamları hala Dünya’nın ötesinde yaşam olup olmadığı sorusunu cevaplamak amacıyla bu deneylerin sonuçlarını tartışıyorlar.
2025 yılı, iki uzay aracının üç hafta arayla piyasaya sürülmesinden bu yana 50 yıl geçti. Bu Landers, insanlığın başka bir gezegenin yüzeyinde operasyonel ve işleyen ilk iki yumuşak yumuşak inişine ulaştı.
1970’lerde son derece başarılı Viking görevlerini geliştiren ve yöneten laboratuvar olan NASA Langley Araştırma Merkezi’nde Viking Misyonları üzerinde çalışan atmosferik bir bilim adamıyım. Viking Misyonları’nın bilimsel keşifleri Mars’ın atmosferi, yüzey ve gezegen tarihinin yeni bir resmini çizdi.
Viking uzay aracını piyasaya sürme ve indirme
İki Viking uzay aracı hem bir yörünge hem de bir inişten oluşuyordu. Viking 1, 19 Haziran 1976’da Mars’ın yörüngesine girdi ve aynı zamanda ilk insan ayının inişinin yedinci yıldönümü olan 20 Temmuz 1976’da başarıyla yüzeye indi. Viking 2, 3 Eylül 1976’da kuzeybatıdaki bir yerde inerek geldi.
Viking sadece hayat aramak değildi.
Bu el sanatları fotoğraf çekmek için ekipman içeriyordu; Harita ısı enerjisi, rüzgar ve hava durumu; yüzey, toz ve atmosferin kimyasal bileşimini inceleyin; ve toprak örneklerini toplamak ve analiz etmek.
Viking’in atmosferden aldığı ölçümler, Mars’ın çok daha yoğun bir atmosfere sahip olduğunu ancak zamanla kaybettiğini gösterdi. Ayrıca rüzgarın küçük toz parçacıklarını aldığını ve onları atmosfere üflediğini gözlemledi. Bu işlem gezegenin gökyüzünü kalıcı olarak pembe renklendiriyor.
Viking Landers ayrıca Mars’taki herhangi bir yerde, atmosferin yüzey basıncının mevsimsel olarak değiştiğini keşfetti. Gezegen, Dünya’da olduğu gibi kuzey ve güney kutupları donmuş. Yaz aylarında Mars kutuplarında, dondurulmuş karbondioksit, dondurulmuş bir katıdan bir gaza dönüşen – ve daha sonra kış direğinde donmuş bir katıya geriliyor.
Mars’a özgü bu işlem, gezegenin yüzeyinde katı form yerine gaz formunda ne kadar karbondioksitin olduğunu değiştirerek atmosfer basıncını etkiler.
Biyoloji deneyleri
Üç Viking biyoloji deneyinin her biri Mars yüzeyinden bir toprak örneği sterilize edilmiş bir test odasına getirdi ve numuneyi farklı atmosferik koşullar altında farklı bir besin maddesine maruz bıraktı.
Araştırmacılar, toprağın mikroorganizmalar içerip içermediğini öğrenmek istediler, böylece odadaki atmosferin nasıl değiştiğini izlediler. Besin tüketen organizmalardan metabolik süreçler – solunum gibi – odanın atmosferinin kimyasal bileşimini değiştirecektir.
Deneye bağlı olarak, besin maddesi karbon, karbondioksit veya karbon monoksit içeriyordu – bunların hepsi radyoaktif. Radyoaktif numunelerle, araştırmacılar toprak örneklerindeki metabolik reaksiyonların yükseltilip düşürülmediğini görmek için odadaki radyoaktivite seviyesini izleyebilirler.
Her üç deney için, araştırmacılar hala Mars’taki Viking uzay aracının içinde bulunan test odasını ısıtmak için radyo komutlarını kullanabilirler. Bu, topraktaki potansiyel mikroorganizmaları yok edecek ve metabolik olarak oluşturdukları gazların üretimini durduracaktır.
Karbon asimilasyon deneyi veya pirolitik salım deneyi olarak adlandırılan ilk deneyde, araştırmacılar Viking’in test odalarından birinde Mars atmosferini simüle ettiler. Odayı karbondioksit ve karbon monoksit gibi gazlarla doldurdular ve atmosferin toprak örneği ile etkileşimlerden nasıl değiştiğini görmek için bu gazları radyoaktif hale getirdiler.
İkinci deneyde, etiketli salım deneyi, araştırmacılar toprak örneğini doğrudan radyoaktif karbon içeren bir besin ile enjekte ettiler. Radyoaktif karbondioksit için deney odasını izlediler ve toprak örneklerini enjekte ettikten sonra radyoaktif karbondioksit seviyesini ölçtüler. Bu deneyde, araştırmacılar biyolojik bir kaynaktan gelebilecek sonuçlar gördüler.
Üçüncü deney olan gaz değişim deneyi, odayı hiçbir şeyle reaksiyona girmeyen helyumla doldurdu. Toprağı farklı besin türlerine maruz bıraktılar. Bazıları ıslak koşullarda, diğerleri nemli koşullarda ve diğerleri hala kuru koşullarda inkübe ediyordu.
Yine metabolik olarak üretilen potansiyel gazlar için odayı izlediler. Toprak örnekleri ıslak besin maddesine dokunduğunda, nem derhal odanın kimyasal ortamında bazı değişikliklere neden oldu. Bu değişikliklerin çoğuna sadece suyun buharlaşmasından kaynaklandı.
Bir durumda, ekstra bir elektron üzerinde alan O₂ molekülleri olan topraktaki superoksitler su ile reaksiyona girer. Diğer değişiklikler toprağdaki oksijen molekülleri ile ilgisi vardı. Bunların hepsi odadaki atmosferi değiştirdi, ancak muhtemelen mikroorganizmalardan kaynaklanmayacaktı.
Araştırmacılar bu deneyi odanın atmosferini sıfırlayarak ve taze besin maddeleri ekleyerek tekrarladılar, ancak toprak örneğini değiştirmediler. Bu kez, toprak sadece karbondioksit salgıladı, bu da muhtemelen parçalanma ekledikleri besindeki organik malzemelerden geldi.
Bu üçüncü deneyden elde edilen sonuçlar, araştırmacıların toprakta mikroorganizmalar olmadığı sonucuna vardı. Ancak birlikte, üç deneyden elde edilen sonuçlar tam olarak basit değildi.
Sadece etiketlenmiş salım deneyi sonuçları, gözlemlenen sonuçlar için biyolojik bir kaynak önerdi. Karbon asimilasyon deneyi ve gaz değişim deneyi, biyolojik olmayan veya inorganik kimyasal reaksiyonların gözlemlenen sonuçlara neden olduğunu gösterdi.
Projedeki baş araştırmacılar, Viking Landers tarafından açık bir yaşam keşfinin olmadığı sonucuna vardı, ancak tamamen dışlanamaz.
Moleküler analiz deneyi
Toprak örneklerini deneyen biyoloji deneylerinden farklı olarak, başka bir Viking deneyi olan moleküler analiz deneyi, doğrudan Mars yüzeyini organik madde için araştırdı. Organik malzemeler, doğrudan veya dolaylı olarak canlı organizmalardan gelen hidrojen, oksijen veya azot ile bağlanmış karbon bileşikleridir.
Herkesin sürprizine göre, bu deney Mars’ın yüzeyinde herhangi bir organik bileşik tespit etmedi. Araştırmacılar yıllardır organik malzemeler içeren göktaşlarının tarihi boyunca Mars’ı tekrar tekrar vurduğunu biliyorlardı, bu yüzden hiçbir şey bulmak garip görünüyordu.
Bazı bilim adamları, Mars toprağının yüzeydeki herhangi bir organik malzemeyi karbondioksite dönüştüren bir bileşik içerebileceğini teorize ettiler. Bunun gibi bir bileşik, bilimsel enstrümanların onu bulma şansına sahip olmadan önce herhangi bir kanıtı buharlaştırırdı.
2008’de, bu bulgudan onlarca yıl sonra NASA tam da bunu yapabilecek bir bileşik buldu. Phoenix Lander, toprakta perklorat adı verilen bir bileşik konsantrasyonlarını tespit etti.
Perklorat ısıtıldığında – Viking moleküler analiz deneyinde olduğu gibi – organik bileşikleri kimyasal olarak yok edebilir ve bilim adamları, moleküler analiz deneyinden garip sonucun arkasındaki muhtemel suçlu olduğunu düşündüler.
Mars’ta Yaşam İçin Yeni Bir Model
Bilim adamları hala bugün bu deneylerden elde edilen bulguları kullanıyorlar. Son zamanlarda, Uygulamalı Moleküler Evrimin Vakfı Direktörü Steven A. Benner, Mars’ta Üç Viking Biyoloji Deneylerinin Ölçümlerine dayanan günümüz yaşamı için yeni bir model geliştirdi.
Modeli, mikroorganizmaların deney odasında radyoaktif karbon besin maddesini kendi gıdalarını oluşturmak için kullanabileceğini ve işlemde radyoaktif karbondioksit serbest bırakabileceğini öngörüyor. Ayrıca geceleri mikroorganizmaların oksijeni emip karbondioksiti atabileceğini düşündürmektedir. Bu, nemlendiğinde Mars toprak örneğinden salınan oksijeni açıklayabilir.
Benner modeli, Mars’ın yüzeyinde yaşayan mikroorganizmalar olabileceğini öne sürüyor, ancak gelecekteki araştırma ve ölçümlerin bu çok ilgi çekici olasılığı doğrulaması gerekecek.
