科學家欲借助納米衛星進行地球生命試驗
 

 
科學家計畫利用一顆小型衛星把有機化合物和活生物體樣本發射到地球軌道，然後對它們進行監控。
 

 
可為天體生物學研究員提供有關早期宇宙的化學演變的重要數據
 

 
在為期6個月的任務期間，隨機儀器會及時檢查它們發生的化學變化是否一致，或者它們的變化是否與太陽活動有關。

　　據美國宇航局太空網報道，雖然人們知道外太空對生物並不友好，但是他們很難確定生命及與生命有關的化合物在太空停留多長時間會產生不利影響。科學家為了弄清這個問題，計畫利用一顆小型衛星把有機化合物和活生物體樣本發射到地球軌道，然後對它們進行監控。

　　他們這樣做的目的是為天體生物學研究員提供有關早期宇宙的化學演變的重要數據，以及讓他們更深入地瞭解有，可能通過太空碎片從一顆行星到達另一顆行星的生命是如何倖存下來的。在地球大氣層和磁場的保護範圍以外，有無數粒子和高能射線正在等著勇敢的太空旅行者。它們包括重離子、質子、電子、伽馬射線、X射線和紫外線。生命要想在這些地方倖存下來，它們還必須設法適應引力更小的環境。美國宇航局艾姆斯研究中心的托尼·裡克說：「研究人員可以在實驗室裡複製其中的一些場景，但是太空中的綜合輻射環境非常複雜。」

　　研究人員將利用生物體/有機物暴露在軌道壓力下(O/OREOS)納米衛星(nano-satellite)，試驗生命和生命成分會對這種複雜的環境做出怎樣的反應。裡克是參與製造這顆衛星的美國宇航局艾姆斯小型微型部的一個工程小隊成員。生物體/有機物暴露在軌道壓力下納米衛星將攜帶經過挑選的生物體和有機化合物進入太空，直接監控它們在太空裡的放射物和微重力影響下，會發生什麼變化。由於這顆衛星的設計非常簡單，造價十分低廉，因此它可能只是即將進行的這方面的研究的一次嘗試。

　　實時天體生物學

　　以前曾進行過跟生物體/有機物暴露在軌道壓力下納米衛星一樣的太空生物學試驗。但是那些實驗的樣本不是漂浮在一個回收艙裡，例如BIOPAN試驗，就是被放在國際空間站外面的平台上，例如EXPOSE設備。在進行這些實驗時，樣本在被太空放射物照射後，都被帶回地球進行分析。然而與之相反，生物體/有機物暴露在軌道壓力下納米衛星樣本不會這樣做。該任務的項目經理大衛·斯奎爾說：「我們傳回地球的只有數據。」

　　在為期6個月的任務期間，隨機儀器會及時檢查它們發生的化學變化是否一致，或者它們的變化是否與太陽活動有關。跟生物體/有機物暴露在軌道壓力下納米衛星設計類似，而且飛入軌道的其他此類衛星包括查看細菌對微重力環境的反應的「基因星(GeneSat)」衛星和在5月7日發射升空，用來研究酵母在太空中的行為表現的「PharmaSat」衛星。這些實驗發射的貨物不會像生物體/有機物暴露在軌道壓力下納米衛星攜帶的有效載荷那樣，完全暴露在各種各樣的太空環境下。5公斤重的生物體/有機物暴露在軌道壓力下納米衛星擁有一個用三個邊長都是10厘米的立方體構成的分子設計。其中一個立方體相當於「大腦」，另外兩個立方體負責攜帶科學實驗物品。

　　太空裡的微生物

　　第一個立方體將進行試驗，看一看兩種類型的微生物在太空環境下會如何進行競爭。其中一種微生物是非常普通、生長很快的枯草桿菌(Bacillus subtilis)，它是生物在太空生存時間最長的記錄保持者，在美國宇航局的一顆衛星上存活了6年。

　　另一種是生長緩慢的微生物——紅皮嗜鹽菌(Halorubrum)，這種細菌能在各種各樣的鹹水環境下生存，它們也許能在火星或者木星的衛星——木衛二上的地下存活。項目科學家帕斯卡爾·艾倫芬德表示，以前研究人員曾在太空中對這兩種「蟲子」進行研究，因此該科研組已經粗略設想了他們希望獲得的結果。最近他在喬治·華盛頓大學的太空政策研究所工作。科學家將把乾燥的細菌孢子發射到太空裡，然後利用營養豐富的液體，讓它們在任務期間的不同時期復甦過來。

　　生物體/有機物暴露在軌道壓力下納米衛星將進入海拔是650公里的低地球軌道裡，到達這個高度後，它攜帶的樣本承受的引力僅為地球引力的十萬分之一。韋恩·尼克爾森表示，這種情況會對微生物如何獲得食物，以及它們如何清除廢物產生影響。尼克爾森是佛羅里達大學甘迺迪太空中心的科研組成員。放射物的劑量將是每天大約30拉德，這大約是地球上的普通飛機承受的放射物輻射的30000倍。科學家將通過觀察新陳代謝指示器顏色的變化和光吸收總量，追蹤研究這些細菌的生長率和新陳代謝情況。

　　據美國宇航局艾姆斯研究中心的科研組成員洛克·曼科尼利說，為了檢測這些細菌是否能適應太空生活，這兩種微生物的變種也將被生物體/有機物暴露在軌道壓力下納米衛星帶入太空。美國宇航局行星保護辦公室和生物體/有機物暴露在軌道壓力下納米衛星項目科學卡西·考倫解釋說，瞭解微生物在太空中的進化潛能非常重要，因為這有助於我們避免利用地球上的生物污染其他世界。

　　太空分子

　　第二個立方體實施的一個實驗，主要是用來測量太空對4種重要的生物化合物產生的影響。分子乘客的名單包括一個氨基酸(蛋白質的組成成分)和一個多環芳香烴化合物(太空中最普遍的一種有機物)。

　　這些化合物將被放置在模擬星際太空、月球、火星和外太陽系的4個不同的微小環境裡。科學家將通過測量它們吸收的紫外線和可見光的數量，研究每個子樣本。美國宇航局艾姆斯研究所的科研組成員理查德·奎恩說：「其中最棒的事情就是我們會每天進行測量，因此我們能首次為科學家提供大量有關有機化合物每天不斷退化的信息。」

　　這些分子的存活率將幫助科學家確定是否地球上的一些生物化學物質曾在太空遊蕩，後來被隕石送上地球。另一位來自美國宇航局艾姆斯研究所的科研組成員安迪·馬特羅達表示，這些數據或許還有助於他們確定哪種分子是良好的生物指示劑，可以顯露出另一個世界以前或者現在存在生命的跡象。

　　納米衛星「搭便車」

　　按照計畫，這顆納米衛星將在2010年從阿拉斯加州科迪亞克島發射升空。生物體/有機物暴露在軌道壓力下納米衛星不僅體積很小，而且還非常輕，因此它能借助發射另一艘飛船的運載火箭進入太空。這使得它的總投入僅為200萬美元。

　　幫助領導該工程小組的約翰·赫因說：「我們能做很多這種事情。」可能以後還有很多這種納米衛星將被發射。2008年，美國宇航局的天體生物學和科技儀器研發項目提出了小型有效載荷倡議，以便尋找適合納米衛星進行的快速轉變科學試驗，或者把這種衛星作為更大的太空飛行器的外部附件。

　　該項目選中生物體/有機物暴露在軌道壓力下納米衛星進行第一次實驗性飛行。美國宇航局還希望通過「機遇」號卓越任務(Stand-Alone Mission of Opportunity Notice)，研發類似衛星。