En 2015, Ellen Stofan, alors scientifique en chef de la NASA, a déclaré que, "Je pense que nous aurons de fortes indications de vie au-delà de la Terre au cours de la prochaine décennie et des preuves définitives au cours des 10 à 20 prochaines années." Avec plusieurs missions programmées pour rechercher des preuves de vie ennemies (passées et présentes) sur Mars et dans le système solaire externe, cela ne semble guère être une évaluation irréaliste.

Mais bien sûr, trouver des preuves de vie n'est pas une tâche facile. En plus des préoccupations concernant la contamination, il y a aussi les et les dangers qui accompagnent le fonctionnement dans des environnements extrêmes - ce que la recherche de la vie dans le système solaire impliquera certainement. Toutes ces préoccupations ont été soulevées lors d'une nouvelle conférence FISO intitulée "Vers le séquençage in-situ pour la détection de la vie", animé par Christopher Carr du MIT.

Carr est chercheur au Département de la Terre du MIT, Sciences atmosphériques et planétaires (EAPS) et chercheur associé au Département de biologie moléculaire du Massachusetts General Hospital. Depuis près de 20 ans, il s'est consacré à l'étude de la vie et à sa recherche sur d'autres planètes. C'est pourquoi il est également le chercheur principal (IP) scientifique de l'instrument de recherche de génomes extraterrestres (SETG).

Dirigé par le Dr Maria T. Zuber - le professeur E. A. Griswold de géophysique au MIT et le chef de l'EAPS - le groupe interdisciplinaire derrière SETG comprend des chercheurs et des scientifiques du MIT, Caltech, Université Brown, arvard, et Claremont Biosolutions. Avec le soutien de la NASA, l'équipe SETG a travaillé au développement d'un système qui peut tester la vie in situ.

Introduire la recherche de la vie extraterrestre, Carr a décrit l'approche de base comme suit :

"Nous pourrions chercher la vie telle que nous ne la connaissons pas. Mais je pense qu'il est important de partir de la vie telle que nous la connaissons - pour extraire à la fois les propriétés de la vie et les caractéristiques de la vie, et se demander si nous devrions aussi chercher la vie telle que nous la connaissons, dans le contexte de la recherche de la vie au-delà de la Terre."

Vers cette fin, l'équipe SETG cherche à tirer parti des développements récents dans les tests biologiques in situ pour créer un instrument pouvant être utilisé par des missions robotiques. Ces développements incluent la création d'appareils portables de test ADN/ARN comme le MinION, ainsi que l'enquête sur le séquenceur de biomolécules. Interprété par l'astronaute Kate Rubin en 2016, il s'agissait du tout premier séquençage d'ADN à avoir lieu à bord de la Station spatiale internationale.

En s'appuyant sur ceux-ci, et le prochain programme Genes in Space - qui permettra aux équipages de l'ISS de séquencer et de rechercher des échantillons d'ADN sur place - l'équipe SETG cherche à créer un instrument capable d'isoler, détecter, et classer tous les organismes à base d'ADN ou d'ARN dans des environnements extraterrestres. Dans le processus, il permettra aux scientifiques de tester l'hypothèse selon laquelle la vie sur Mars et d'autres endroits du système solaire (si elle existe) est liée à la vie sur Terre.

Pour briser cette hypothèse, c'est une théorie largement acceptée que la synthèse de composés organiques complexes - qui comprend les nucléobases et les précurseurs du ribose - a eu lieu au début de l'histoire du système solaire et a eu lieu dans la nébuleuse solaire à partir de laquelle les planètes se sont toutes formées. Ces matières organiques peuvent avoir ensuite été livrées par des comètes et des météorites à plusieurs zones potentiellement habitables au cours de la période de bombardement intensif tardif.

Connue sous le nom de lithopansermie, cette théorie est une légère torsion sur l'idée que la vie est distribuée dans tout le cosmos par les comètes, astéroïdes et planétoïdes (alias panspermie). Dans le cas de la Terre et de Mars, la preuve que la vie pourrait être liée est basée en partie sur des échantillons de météorites qui sont connus pour être venus sur Terre de la planète rouge. Ceux-ci étaient eux-mêmes le produit d'astéroïdes frappant Mars et soulevant des éjectas qui ont finalement été capturés par la Terre.

En enquêtant sur des endroits comme Mars, Europe et Encelade, les scientifiques pourront également s'engager dans une approche plus directe lorsqu'il s'agit de rechercher la vie. Comme l'a expliqué Carr :

« Il existe plusieurs approches principales. Nous pouvons adopter une approche indirecte, en regardant certaines des exoplanètes récemment identifiées. Et l'espoir est qu'avec le télescope spatial James Webb et d'autres télescopes au sol et télescopes spatiaux, que nous serons en mesure de commencer à imager les atmosphères des exoplanètes avec beaucoup plus de détails que la caractérisation de ces exoplanètes ne l'a permis à ce jour. Et cela nous donnera du haut de gamme, cela donnera la possibilité de regarder de nombreux mondes potentiels différents. Mais ça ne va pas nous permettre d'y aller. Et nous n'aurons que des preuves indirectes à travers, par exemple, spectres atmosphériques."

Mars, Europe et Encelade offrent une opportunité directe de trouver la vie puisque tous ont démontré des conditions qui sont (ou étaient) propices à la vie. Alors qu'il existe de nombreuses preuves que Mars avait autrefois de l'eau liquide à sa surface, Europa et Encelade ont tous deux des océans souterrains et ont montré des preuves d'être géologiquement actifs. D'où, toute mission dans ces mondes serait chargée de chercher aux bons endroits pour repérer des preuves de vie.

Sur Mars, Carr note, cela se résumera à regarder par endroits il y a un cycle de l'eau, et impliquera probablement un peu de spéléologie :

"Je pense que notre meilleur pari est d'accéder au sous-sol. Et c'est très difficile. Nous devons forer, ou accéder à des régions situées en deçà de la portée des rayonnements spatiaux qui pourraient détruire la matière organique. Et une possibilité est d'aller dans de nouveaux cratères d'impact. Ces cratères d'impact pourraient exposer des matériaux qui n'ont pas été traités par rayonnement. Et peut-être qu'une région où nous pourrions vouloir aller serait quelque part où un nouveau cratère d'impact pourrait se connecter à un réseau souterrain plus profond – où nous pourrions avoir accès à des matériaux provenant peut-être du sous-sol. Je pense que c'est probablement notre meilleur pari pour trouver de la vie sur Mars aujourd'hui en ce moment. Et un endroit où nous pourrions regarder serait dans les grottes; par exemple, un tube de lave ou un autre type de système de grottes qui pourrait offrir une protection contre les rayons UV et peut-être également fournir un accès à des régions plus profondes de la surface martienne. »

Quant aux "mondes océaniques" comme Encelade, rechercher des signes de vie impliquerait probablement d'explorer autour de sa région polaire sud où de hauts panaches d'eau ont été observés et étudiés dans le passé. Sur Europe, il s'agirait probablement de rechercher des « régions du chaos », les endroits où il peut y avoir des interactions entre la glace de surface et l'océan intérieur.

L'exploration de ces environnements présente naturellement de sérieux défis d'ingénierie. Pour commencer, il faudrait des protections planétaires étendues pour s'assurer que la contamination a été évitée. Ces protections seraient également nécessaires pour éviter les faux positifs. Rien de pire que de découvrir une souche d'ADN sur un autre corps astronomique, seulement pour se rendre compte qu'il s'agissait en fait d'un flocon de peau qui est tombé dans le scanner avant le lancement !

Et puis il y a les difficultés que pose la conduite d'une mission robotique dans un environnement extrême. Sur Mars, il y a toujours le problème du rayonnement solaire et des tempêtes de poussière. Mais sur Europe, il y a le danger supplémentaire posé par l'environnement magnétique intense de Jupiter. L'exploration des panaches d'eau provenant d'Encelade est également très difficile pour un orbiteur qui passerait probablement à toute vitesse au-delà de la planète à ce moment-là.

Mais étant donné le potentiel de percées scientifiques, une telle mission en vaut la peine. Non seulement cela permettrait aux astronomes de tester des théories sur l'évolution et la distribution de la vie dans notre système solaire, cela pourrait également faciliter le développement de technologies cruciales pour l'exploration spatiale, et donner lieu à de sérieuses applications commerciales.

En regardant vers l'avenir, les progrès de la biologie synthétique devraient conduire à de nouveaux traitements pour les maladies et à la capacité d'imprimer en 3D des tissus biologiques (alias « bioprinting »). Il contribuera également à assurer la santé humaine dans l'espace en luttant contre la perte de densité osseuse, atrophie musculaire, et une diminution des organes et de la fonction immunitaire. Et puis il y a la possibilité de faire pousser des organismes spécialement conçus pour la vie sur d'autres planètes (pouvez-vous dire la terraformation ?)

En plus de tout ça, la capacité de mener des recherches in situ de la vie sur d'autres planètes solaires offre également aux scientifiques l'opportunité de répondre à une question brûlante, un avec lequel ils ont lutté pendant des décennies. En bref, La vie basée sur le carbone est-elle universelle ? Jusque là, toutes les tentatives pour répondre à cette question ont été largement théoriques et ont impliqué la "variété de fruits à faible pendaison" - où nous avons recherché des signes de vie telle que nous la connaissons, utilisant principalement des méthodes indirectes.

En trouvant des exemples provenant d'environnements autres que la Terre, nous prendrions des mesures cruciales pour nous préparer aux types de «rencontres rapprochées» qui pourraient se produire sur la route.