Afgelopen herfst bevonden astrobioloog Kevin Hand en ik ons een maand lang aan boord van de Noorse ijsbreker Kronprins Haakon. We doorkliefden de bevroren oceaan bij de noordoostkust van Groenland. De steeds veranderende zee was één solide massa glimmend ijs geworden. Het was een buitenaards tafereel.
Deze bovenaardse omgeving paste perfect bij de expeditie. Die was naar deze ijzige plek gestuurd om in de diepten tekenen van leven te vinden die overeenkomsten zouden kunnen vertonen met organismen in andere werelden, waaronder de ijsmanen in de buitenste delen van het zonnestelsel. Sommige van deze manen, en met name Europa, Titan en Enceladus, worden gezien als de beste plek om naar leven buiten de aarde te zoeken.
Midden jaren 2020 wil NASA een ruimteschip lanceren naar Europa, een van de grote manen van Jupiter, om naar tekenen van leven te zoeken. Het ruimteagentschap plant daarnaast een landingsmissie naar Titan, de maan van Saturnus. En in de toekomst hopen wetenschappers een landingsvoertuig op Europa te zetten. Met een autonome onderzeeër willen ze een tunnel door het ijs maken om de waterige diepten te verkennen.
Hand is directeur van het Ocean Worlds Lab van het NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) en een opkomende National Geographic Explorer. Hij bestudeert al zijn hele carrière deze waterige manen en de technologieën die nodig zijn om ze te kunnen verkennen. Onlangs publiceerde hij zijn boek Alien Oceans: The Search for Life in the Depths of Space. Hierin beschrijft hij waarom het bestuderen van onze eigen oceanen zo’n cruciaal onderdeel is van het verkennen van de kusten van buitenaardse zeeën. Hand sprak met National Geographic over het verband en waarom falen een optie moet zijn wanneer we ruimtevaartuigen naar de bevroren uithoeken van ons zonnestelsel sturen.
(Dit interview is bewerkt voor lengte en duidelijkheid.)
Om te beginnen: Is er buitenaards leven?
Dat is de eerste vraag? Oké. Als andere werelden de juiste omstandigheden hebben voor het ontstaan van leven, dan denk ik inderdaad dat er buitenaards leven is en dat we in een biologisch universum leven.
Waarom denk je dat buitenaardse oceanen ideale plekken zijn om naar buitenaards leven te zoeken?
Als we iets van het leven op aarde hebben geleerd, dan is het wel dat op plekken met vloeibaar water meestal ook leven is. En deze oceanen buiten de aarde herbergen mogelijk enorme hoeveelheden vloeibaar water. Het zijn ongelooflijk interessante plekken om naar bestaand leven te zoeken in plaats van fossielen van uitgestorven leven.
Ik probeer de onderliggende biochemie van leven te begrijpen. Is er een periodiek systeem voor leven? Is er een biochemie die afwijkt van de DNA-, RNA- en eiwitparadigma’s die al het leven op aarde aansturen? Om antwoord te krijgen op deze vragen over de grondbeginselen van het leven, moeten we echt bestaand leven vinden waarvan de biochemie nog zoveel mogelijk intact is. Daarom zijn oceaanwerelden zo interessant.
Hoe verhoudt dit zich tot het zoeken naar leven op Mars?
Mars is een geweldige plek om naar tekenen van leven te zoeken. Maar op Mars zoeken we voornamelijk naar oud leven. De Curiosity-rover kan morgen een stromatoliet (een steen met fossiele microben) vinden in de Galekrater. Dat is natuurlijk fantastisch, maar we kunnen er geen DNA of grote moleculen uit halen. De grote moleculen van het leven overleven niet lang in fossielen. Ze fossiliseren niet goed en gaan snel achteruit. Dat is bijvoorbeeld de reden dat we geen DNA van dinosaurussen hebben. Hoe mooi die ontdekking ook zou zijn, we zouden alleen maar meer vragen hebben.
Heb je een favoriete bestemming in de zoektocht naar buitenaards leven?
Dat is een beetje alsof je een ouder vraagt een favoriet kind aan te wijzen! Al het erop aankomt, zou ik de verkenning van Europa graag voortzetten. We plannen momenteel de Europa Clipper-missie, waarbij een ruimtevaartuig ongeveer 45 keer de maan passeert. Die missie legt hopelijk de basis voor een andere missie in een niet al te verre toekomst, waarbij geland wordt.
Waarom is Europa zo’n goede plek om naar leven te zoeken?
Ten eerste hebben we een goede reden om aan te nemen dat de oceaan van Europa al heel lang bestaat. In principe vanaf het ontstaan van het zonnestelsel. Dat is belangrijk. Een stabiele oceaan die al heel lang bestaat, kan een cruciale factor zijn voor zowel het ontstaan van leven als voor het voortbestaan van datgene wat in die oceaan leeft.
Ten tweede hebben we goede aanwijzingen en modellen die erop duiden dat de oceaan een groot deel van Europa inneemt en dat deze heel waarschijnlijk een rotsige zeebodem heeft. Die rotsige zeebodem kan hydrothermale bronnen hebben, waaruit vloeistoffen en gassen kunnen komen die door microben worden gegeten. We weten ook dat het ijsoppervlak van Europa bestanddelen bevat waarmee het leven in de oceaan eronder zich voedt.
Je schreef dat het verkennen van onze oceanen en van buitenaardse oceanen technologisch gezien met elkaar is verweven. Aan wat voor projecten voor verkenning van aardse oceanen werk je nu?
Ik zal er twee uitlichten. Het eerste is de Buoyant Rover for Under-Ice Exploration. Dit is een door JPL ontwikkelde robot voor onderzoek naar de wereld op de grens van water en ijs en de chemie en biologie ervan.
Het tweede project is de Orpheus. Dit vaartuig is een samenwerking tussen JPL en het Woods Hole Oceanographic Institution. De Orpheus is een kleine onderzeeër die uiteindelijk zal afdalen naar de diepste afgronden van onze oceanen: de Marianentrog, de New Britain-trog en de Trog van Puerto Rico. Deze plekken zijn nog nauwelijks verkend.
Voor de Buoyant-rover en de Orpheus willen we zoveel mogelijk profiteren van de kennis die we in de ruimtevaart hebben opgedaan met kleinere, lichtere en autonome robotsystemen met een laag vermogen die ter plekke wetenschap kunnen bedrijven. Dit is allemaal van invloed op de manier waarop we buitenaardse werelden verkennen. We proberen enkele van deze mogelijkheden te benutten om de verkenning van onze oceanen te stimuleren.
Wat is ervoor nodig om een vergelijkbare robotverkenner in een oceaan in de buitenste delen van het zonnestelsel te krijgen?
Het zit zo: voor deze technologieën heb je geen toverstaf nodig. We hoeven geen natuurwetten te breken of een gekke nieuwe uitvinding te bedenken om het mogelijk te maken. Maar de missies zijn wel heel gecompliceerd en vormen enorme technische uitdagingen. In theorie kunnen we ons door het ijs een weg banen naar deze oceanen. Het vraagt helemaal niet om een warpdrive of iets anders magisch dat nog moet worden uitgevonden. Het grootste obstakel is dat we een speciaal programma moeten opzetten dat er de komende decennia voor zorgt dat we ons doel kunnen bereiken.
We zullen nog heel lang zoet zijn met het ontwikkelen van nieuwe technologieën die we in onze eigen oceanen moeten testen, voordat we in een buitenaardse oceaan zullen belanden. Dit levert echter een mooie win-winsituatie op. Tijdens het ontwikkelen van de hulpmiddelen die nodig zijn voor het verkennen van andere werelden, moeten we namelijk verkenningen op aarde uitvoeren. Dat levert ook weer ontdekkingen op.
In je nieuwe boek schrijf je dat falen een optie moet zijn wanneer je nieuwe dingen uitprobeert en grenzen wilt verleggen. Hoe kunnen ruimtevaartorganisaties worden overgehaald om deze riskante missies te steunen?
Er zijn allerlei risico’s om rekening mee te houden bij verkenningsmissies, of die nu op aarde of elders plaatsvinden. Denk bijvoorbeeld aan wetenschappelijke risico’s. Hoe groot is de kans dat je daadwerkelijk je onderzoek kunt uitvoeren? Dan is er nog het kostenrisico. Wat is het risico dat je je budget overschrijdt? En natuurlijk het technologische risico. Je moet de robot of het hulpmiddel voor het verkennen van de regio en uitvoeren van metingen ook nog bouwen.
Persoonlijk denk ik dat het nemen van risico’s verantwoord is als je wetenschap op beschavingsschaal beoefent. Dat is wetenschap die een aanzienlijke investering verdient, omdat deze zich bezighoudt met een van de oudste en meest fundamentele vragen van de mens. In dit geval de vraag of we alleen zijn in het universum. Maar mochten we slagen, dan is het pluspunt dat we het universum zoals we het kennen zouden kunnen transformeren. We zouden een revolutie teweeg kunnen brengen op het gebied van de biologische wetenschap.
Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com
