Brzy to bude 50 let, co proběhl první terénní průzkum Marsu. Sondy Viking se pokusily detekovat projevy života v půdě planety, ale, jaksi...
Před příchodem kosmického věku byly představy o Marsu jako o planetě plné života velmi rozšířené a dokonce dominující. S tehdejší technologií bylo ale nemožné získat jakékoli validní důkazy. Přesto se snahami o prezentaci takových důkazů někteří mohli přetrhnout. Guglielmo Marconi krátce po vynálezu rádia zkoušel poslouchat co uslyší, když přijímače namíří na Mars a vehementně tvrdil, že nějaké signály slyší. Mnohem víc se ale ujal jeden mem, který vznikl špatným překladem z italštiny. Italský astronom Giovanni Schiaparelli v roce 1877 popsal, že na Marsu pozoroval canali, a myslel tím jakési přirozené útvary podobné kaňonům (které na Marsu skutečně jsou, ale ne v takovém množství a rozloze jako popisoval Schiaparelli). Na to navázal americký amatérský astronom Percival Lowell, který si tento výraz přeložil jako umělé kanály, ve smyslu průplavy. Ostatně šlo o znamení doby, tehdy, na přelomu 19. a 20. století byl už vybudován Suezský průplav a probíhaly první pokusy o vybudování Panamského. Lowell z toho pak vyvozoval existenci marťanské civilizace, která na vysychající planetě nutně potřebuje budovat zavlažovací kanály od polárních čepiček k rovníku. Tato myšlenka se stala nesmírně populární a patrně inspirovala H.G. Wellse k Válce světů. Myšlenka přítomnosti kanálů pak přes pochyby dominovala do poslední chvíle, až když jí definitivně vyvrátily průletové sondy, které zblízka vyfotily povrch planety, na kterém se nic takového nenacházelo.
Kromě kanálů se ale ještě v 50. letech předpokládala přítomnost vegetace. V tu dobu už sice bylo jasné, že na Marsu panují mrazivé teploty ale například Gerard Kuiper se stále chytal stébel a vyvozoval ze spektroskopických měření sezónní výkyvy přítomnosti organických sloučenin. Tehdejší představa byla, že v arktickém prostředí Marsu je něco jako tundra a mohly by tam růst třeba mechy a lišejníky. V době plánování sestupových sond si však mnozí stále pohrávali s myšlenkami animálního života a Carl Sagan dokonce řešil, zda by skenující kamery plánovaných sestupových sond určené pro zachycení povrchu Marsu dovedly zachytit rychle se pohybujícího ledního medvěda (ačkoli to byl asi spíš něco jako myšlenkový experiment).
V roce 1965 kolem Marsu proletěl Mariner 4 a to co vyfotil vypadalo dost jako mrtvá, krátery posetá krajina. Mariner 9 o pár let později nafotil téměř celou planetu včetně marťanských obřích vulkánů, kaňonů a něčeho co vypadalo jako koryta vyschlých řek. Rozhodně však nezachytil žádnou vegetaci. V tu dobu ale pořád připadal v úvahu mikrobiální život, a ten byl nakonec cílem mise sestupových sond Viking 1 a 2, nesoucích sadu přístrojů pro detekci organických molekul a exobiologické experimenty.
V roce 1976 obě sondy na Marsu úspěšně přistály, a to byl fenomenální úspěch. Jednalo se o první přistání na Marsu a hned bylo úspěšné, Vikingy provedly výzkumná měření a posílaly data až do roku 1982. To je drastický rozdíl oproti trampotám, které měli Sověti se sondami Veněra na Venuši (ale o tom jindy). Designéři zmíněných přístrojů měli první (a netušili že na hodně dlouho i poslední) šanci najít důkazy o životě na Marsu. Neměli však žádné dostupné informace o marťanské půdě, které by jim pomohly experimenty navrhnout adekvátně k situaci chemického charakteru planety.
Experiment Labeled Release (LR) byl postaven na jednoduchém principu: pokud v půdě existují mikroorganismy, dát jim radioaktivně značené živiny by mělo vést k uvolnění radioaktivně značeného CO2 jako produktu metabolismu. Vzorek půdy byl smíchán s roztokem jednoduchých organických živin, a výsledek byl překvapivě pozitivní, radioaktivní CO2 se uvolnil rychle a ve velkém množství. Ba co víc, kontrolní vzorek byl “sterilizován” zahřátím na 160 nebo 50 °C a následně nevykazoval téměř žádnou aktivitu (160 °C) nebo byla aktivita výrazně potlačená (50 °C). Přesně tak by měla vypadat detekce života. Autor tohoto experimentu Gilbert Levin o tom do své smrti nepřestal věřit.
Pyrolytic Release (PR) testoval, zda jsou případné organismy schopny vychytávat oxid uhličitý z atmosféry, vlastně tedy zda probíhá nějaký proces jako ten který na Zemi známe jako fotosyntézu. Vzorky byly vystaveny světlu v atmosféře CO2 a CO, a po několikadenní inkubaci upečeny při 650 °C, aby se uvolnily případné organické produkty. I v tomto případě byl výsledek mírně pozitivní: nesterilizované vzorky vykazovaly více aktivity než sterilizované.
Gas Exchange (GEx) byl ze tří exobiologických experimentů nejpřímočařejší, přidával nejprve vodu a pak živiny k vzorku půdy a sledoval plyny emitované ze vzorku v inertní atmosféře helia. Tento experiment vedl k podivnému neuspokojivému výsledku. Po přidání vody se uvolnilo velké možství kyslíku a po přidání živin uvolňování kyslíku přestalo a uvolnil se CO2. Navíc u sterilizovaných i nesterilizovaných vzorků se dělo v podstatě to samé jako přes kopírák.
Čtvrtý experiment, který je nutné zmínit, není ani tak exobiologický, šlo prostě o plynovou chromatografii s hmotnostní spektrometrií (GCMS). Při tomto experimentu byl prostě vzorek půdy zahřán a úlohou GCMS bylo detekovat organické molekuly. A to co přístroj naměřil bylo interpretováno jako nepřítomnost organických molekul. To bylo poněkud v rozporu s výsledky LR a PR, nicméně byla mu přikládána největší váha. Kde nejsou organické molekuly, tam nemůže být život, finito.
Závěr NASA zněl: výsledky LR a PR jsou falešně pozitivní, způsobené neznámou chemií marťanské půdy. Zájem NASA o exobiologický průzkum Marsu se tímto náhle vytratil.
Tomáš Petrásek ve svých ve svých astrobiologických přednáškách zmiňuje svědectví Stevena Bennera, amerického biochemika, který s odstupem desetiletí prošel deníky z mise Viking. Bennera zaujalo, že vědci při přicházejících pozitivních výsledcích experimentů neotevírali šampaňské, ale reagovali spíše strachem. Jedná se spíš o spekulaci, ale NASA tehdy pod tlakem Kongresu ochotně raději prezentovala negativní výsledky než neprůkazné, protože hledání mimozemského života bylo politicky vděčným terčem. Kongres před tím reagoval negativně i na program SETI (hledání mimozemských civilizací) a nakonec jej zakázal jako plýtvání prostředky daňových poplatníků. Nařízení bylo uvnitř NASA podle Petráskových spekulací, ve kterých odkazuje na pracovníky organizace, interpretováno pro jistotu široce, že přestala hledat i mikrobiální život ve sluneční soustavě. V této atmosféře dává smysl, že pro NASA bylo bezpečnější říct "nenašli jsme nic" než "výsledky jsou nejednoznačné", protože to by znamenalo pokračovat v hledání, což by znamenalo riziko nepříznivé pozornosti od Kongresu.
Spekulace stranou, nechme hovořit fakta: po výsledcích mise Viking se NASA na Mars po 21 let nevrátila. A od doby, kdy se vrátila se sérií roverů Sojourner, Spirit, Opportunity, Curiosity a Perseverance, žádný z nich nenese jediný experiment navržený k detekci aktivního biologického metabolismu na současném povrchu Marsu. Cíle misí jsou geologické a paleontologické: rovery hledají stopy dávného života, ale nezkoumají, jestli tam něco žije teď.
Vraťme se ale k experimentům Vikingů. Měli jsme skoro 50 let na to, abychom nad nimi dumali, a objevily se taky některé podstatné nové skutečnosti. V roce 2008 se díky návštěvě sondy Phoenix ukázalo, že ve vrchní vrstvě marťanské půdy (a dnes jí říkáme spíš už “regolit”) jsou ve velkém množství přítomny chloristany, silně oxidující soli, které mají jednu nepříjemnou vlastnost. Pokud smícháte organické molekuly s chloristany a zahřejete tuto směs, organické molekuly se rozloží. Nespálí se ale beze stopy, nýbrž vznikají specifické produkty, především chlorometan a dichloromentan. A přesně tyto látky GCMS na Vikingu naměřil, jenže ve výsledcích Vikingů byly ignorovány z celkem hloupě znějícího důvodu: byly považovány za kontaminaci čistidel použitých při konstrukci samotné sondy.
Jinými slovy, GCMS pravděpodobně organické molekuly v půdě zničil ještě předtím, než je mohl detekovat, a pak naměřil produkty jejich zničení, které svalil na technickou chybu. Pokud tento argument platí, hovoří náhle 3 ze 4 experimentů ve prospěch detekce života.
Ale neunahlujme se, pořád nemáme žádný důkaz o životě na Marsu. Vysvětlení výsledku LR chemickou cestou je možné, reakce organických živin s peroxidem vodíku a superoxidy, případně s chloristany, by CO2 uvolnil také. V případě peroxidů dává smysl i vliv “sterilizace” vzorku, protože peroxidy jsou tepelně nestabilní. Pro biologické vysvětlení výsledku experimentu ale zase hraje argument autora experimentu Gilberta Levina. Ten poukazoval na rozdíl v kinetice reakce, který by podle něj byl při abiotickém vysvětlení jiný, než zaznamenaný průběh. Míra potlačení reakce při drastické a mírné sterilizaci (160 vs 50 °C) také hovoří proti vysvětlení peroxidovou chemií, peroxidy by při 50 °C měly zůstávat stabilní, uvolnění CO2 byl ale po inkubaci 50 °C silně potlačeno. Pokus byl provedený také po uchování půdy po dobu několika měsíců při 10 °C (na Mars tropická teplota) a provedení experimentu znovu poté. V tomto případě byl CO2 uvolněn také, ale v mnohem menším množství. Vysvětlení přes abiotickou chemii zde nedává moc smysl (peroxidy a jiné chemikálie jsou při této teplotě stabilní), biologické vysvětlení také ne (Levin navrhoval že organismy mohly být v dormantním stavu, ale proč by to vlastně v podmínkách takového teplíčka na poměry Marsu dělaly? Bylo jim z toho hrozného vedra šoufl?). Výsledek je tedy nejen nejasný, ale i značně frustrující.
Za vysvětlení výsledku PR abiotickou cestou byla považovaná fotochemie. Minerály jako oxidy železa, přítomné v marťanské půdě, by mohly katalyzovat vznik organických sloučenin z oxidů uhlíku, a kontrolní sterilizace by teoreticky taky mohla fungovat: oxidy železa by mohly projít tepelnými změnami, které katalýzu znemožní.
Interpretace prapodivného výsledku GEx byla zpočátku taková, že dochází k chemickým reakcím vlivem peroxidu vodíku a superoxidů kovů přítomných v půdě, což by vysvětlovalo uvolňování kyslíku po přidání vody. Po zjištění, že je Mars promořený chloristany začalo dávat smysl i uvolňování CO2 po přidání živin.
S odstupem nutno dodat, že organické molekuly v marsovské půdě jsou dnes už prokázané, Curiosity nalezla v kráteru Gale alifatické i aromatické uhlovodíky a další jednoduché organické sloučeniny. Metan v atmosféře Marsu kolísá způsobem, pro který nemáme přesvědčivé vysvětlení (existuje spekulace, že ho rovery uvolňují při pohybu po regolitu z jeho hlubších vrstev). Sezónní výkyvy kyslíku v atmosféře taktéž nebyly vysvětlené. Žádný z těchto signálů ale není přesvědčivý důkaz biologie, jasné abiotické vysvětlení jejich vzniku ale také neznáme. Výsledky experimentů Viking přitom už téměř padesát let čekají na opakování. S lepšími přístroji, s vědomím chloristanové chemie, s moderními analytickými metodami.
Něco takového ostatně bylo v plánu společné mise ESA a Roskosmosu, jejíž součástí měl být rover Rosalind Franklin. Jak název napovídá, tento rover měl VELMI exobiologické poslání. Rover Rosalind Franklin je vybaven vrtem schopným dosáhnout do hloubky dvou metrů, kde by půda měla být chráněna před UV zářením a oxidanty. Má analyzovat organické molekuly in situ. Měl původně odletět v roce 2020, kdy byl start odložen kvůli pandemii Covidu-19 na rok 2022, a pak byl odložen na věčné časy kvůli přerušení spolupráce ESA s Roskosmosem kvůli Putinově “speciální vojenské operaci” na Ukrajině. Bez Roskosmosu bohužel chybí raketa i část přistávacího modulu. ESA se snaží situaci řešit s NASA, ale ta se, paradoxně, zase stala obětí Muskových škrtacích operací DOGE, kterými si tento hochštapler aktivně likviduje nežádoucí federální konkurenci svého SpaceX.
Je to škoda, protože aktuální situace těmto vesmírným výpravám přeje čím dál méně, a přitom máme nyní lepší informace o tom, jak experimenty lépe provést. Přístroje na roveru Rosalind Franklin přitom zastarávají. Možná se dočkáme něčeho zajímavého při nových vesmírných závodech budoucnosti, a je klidně možné že je spolu budou vést Čína a Indie.