Δεκάδες διαστημικές αποστολές έχουν υλοποιηθεί μέχρι σήμερα για την εξερεύνηση του Άρη, οι τελευταίες απ’ τις οποίες εστίασαν κυρίως στην διερεύνηση της γεωλογικής του εξέλιξης και στην «ιστορία» του νερού στην επιφάνειά του. Η κατανόηση, ειδικότερα, του τρόπου με τον οποίο μεταβλήθηκαν τα αποθέματά του σε νερό στην διάρκεια του γεωλογικού χρόνου είναι καθοριστικής σημασίας στην προσπάθειά μας να εκτιμήσουμε την πιθανότητα να έχουν εμφανιστεί στον κόκκινο πλανήτη μικροβιακές μορφές ζωής[1]. 

Δεν είναι, λοιπόν, παράξενο, που το ερευνητικό πρόγραμμα της NASA για τον Άρη στην διάρκεια της πρώτης δεκαετίας του 21ου αιώνα συνοψιζόταν στην φράση «ακολουθείστε το νερό». Είναι γεγονός, πάντως, ότι ο Άρης έχει αντισταθεί στην προσπάθειά μας να τον εξερευνήσουμε, αφού τουλάχιστον οι μισές απ’ τις αποστολές που σχεδιάστηκαν για τον σκοπό αυτό απέτυχαν. Ωστόσο, πέντε χρόνια μετά την επιτυχή ολοκλήρωση της αποστολής του Mariner 9 (στην οποία αναφερθήκαμε εκτενέστερα σε προηγούμενο άρθρο), τα διαστημικά οχήματα Viking 1 και 2 παρέλαβαν την σκυτάλη της εξερεύνησης του κόκκινου πλανήτη το 1976. Καθένα από τα δύο Viking αποτελούνταν από μια διαστημοσυσκευή που παρέμεινε σε τροχιά, φωτογραφίζοντας την επιφάνειά του, καθώς και από ένα ρομποτικό όχημα προσεδάφισης. Τα τελευταία συνέλλεξαν δεδομένα για την χημική σύσταση της ατμόσφαιρας και του εδάφους, τα καιρικά φαινόμενα, την πίεση και την θερμοκρασία, ενώ τα οχήματα που παρέμειναν σε τροχιά ανακάλυψαν πολλούς γεωλογικούς σχηματισμούς, οι οποίοι κατά κανόνα μπορούν να σχηματιστούν μόνο με την βοήθεια του νερού. 

Περίπου 21 χρόνια αργότερα, η αποστολή Pathfinder μετέφερε στον κόκκινο πλανήτη το Sojourner, το πρώτο ρομποτικό όχημα που μπορούσε να μετακινηθεί στην επιφάνειά του. Το Sojourner ανακάλυψε, μεταξύ άλλων, λεία βότσαλα στην επιφάνεια του Άρη, ανακάλυψη που μας προσφέρει μία ακόμη ένδειξη ότι ο πλανήτης αυτός διέθετε κάποτε σημαντικές ποσότητες νερού. Οι ενδείξεις αυτές για την ύπαρξη νερού δεν είναι φυσικά οι μοναδικές. Το αστεροσκοπείο Mars Global Surveyor, για παράδειγμα, που τέθηκε σε τροχιά γύρω από τον Άρη το 1997 και χαρτογράφησε ολόκληρη την επιφάνειά του, εντόπισε ίχνη διάβρωσης, αποξηραμένες κοίτες και δέλτα αρχαίων ποταμών. Επιπλέον, όλα σχεδόν τα δεδομένα που έχουμε συλλέξει έως τώρα καταδεικνύουν ότι ο πλανήτης αυτός εμπεριέχει ακόμη και σήμερα μεγάλες ποσότητες πάγου, τόσο στην επιφάνεια των πολικών περιοχών του, όσο και στο υπέδαφος, κάτι που επιβεβαιώθηκε και από το Mars Odyssey, που τέθηκε σε τροχιά τον Οκτώβριο του 2001. 

Συνεχίζοντας την εξερεύνηση του Άρη, η NASA εκτόξευσε το 2003 τα δίδυμα οχήματα Spirit και Opportunity, τα οποία προσεδαφίστηκαν σε σχεδόν αντιδιαμετρικά σημεία της επιφάνειάς του τον Ιανουάριο του 2004. Η κορυφαία τους ανακάλυψη, που προσέφερε μια ακόμη ισχυρή ένδειξη για το υγρό παρελθόν του πλανήτη, είναι η ύπαρξη διαφορετικών ορυκτών, που για να σχηματιστούν, στην Γη μας τουλάχιστον, απαιτούν την ύπαρξη νερού. 

Τον Ιούνιο του 2003, η Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία ESA εκτόξευσε προς τον Άρη το τροχιακό αστεροσκοπείο Mars Express, τα δεδομένα του οποίου βοήθησαν τους αστρονόμους να διερευνήσουν θεμελιώδη ερωτήματα σχετικά με την γεωλογία, την ατμόσφαιρα, την ιστορία του νερού και το ενδεχόμενο ύπαρξης μικροβιακής ζωής. Χάρη σ’ αυτά, υπολογίστηκε, μεταξύ άλλων, ότι η παγοκάλυψη στον νότιο πόλο του πλανήτη εκτείνεται σε βάθος 4 km. Και μόλις πρόσφατα, Ιταλοί ερευνητές που ανέλυσαν άλλα δεδομένα του Mars Express υποστηρίζουν ότι ανακάλυψαν κοντά στον νότιο πόλο μία υπόγεια λίμνη, με έκταση όση περίπου και το λεκανοπέδιο Αττικής. Η ανακάλυψη αυτή, εάν επιβεβαιωθεί, θα πρόκειται για το πρώτο σταθερό απόθεμα νερού σε υγρή μορφή που εντοπίζεται στον κόκκινο πλανήτη. 

Τον Μάρτιο του 2006, η NASA έθεσε σε τροχιά το Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Με την βοήθεια των δεδομένων του, οι επιστήμονες υπολόγισαν ότι ο βόρειος πόλος του πλανήτη καλύπτεται από 821.000 km³ πάγου, ενώ ανακαλύφθηκαν αρκετά ακόμη ορυκτά που μπορούν να σχηματιστούν μόνο με την επίδραση του νερού. Επιπλέον ισχυρές ενδείξεις για την ύπαρξη νερού κατά το αρχέγονο παρελθόν του πλανήτη έφερε στο φως η μελέτη φωτογραφιών από κρατήρες πρόσκρουσης, σύμφωνα με την οποία πολλοί απ’ αυτούς ήταν γεμάτοι με νερό, συμπέρασμα που εξάγεται από τον εντοπισμό στον πυθμένα τους ιζημάτων και φερτών υλικών, αλλά και ορυκτών που μπορούν να σχηματιστούν μόνο σε υγρό περιβάλλον. Εκτός αυτού, πολλοί κρατήρες έχουν εμφανή ίχνη εκροών στο χείλος τους, οι οποίες συνδέονται με φαράγγια δεκάδων χιλιομέτρων. Σύμφωνα, μάλιστα, με έρευνα που δημοσιεύθηκε τον Νοέμβριο του 2018 και βασίστηκε στις υψηλής ανάλυσης φωτογραφίες του MRO, τα δεδομένα από 24 τέτοιες παλεολίμνες καταδεικνύουν ότι όταν αυτές ξεχείλισαν, προκλήθηκαν καταστροφικές πλημμύρες, η ορμή των οποίων διάνοιξε τις χαράδρες που εκτείνονταν πέρα από τα σημεία υπερχείλισης, σε διάστημα λίγων εβδομάδων μόνο. 

Δύο χρόνια αργότερα, προσεδαφίστηκε στον Άρη το Phoenix της NASA, το οποίο ανέλυσε την χημική σύσταση δειγμάτων του εδάφους και του υπεδάφους και επιβεβαίωσε την ύπαρξη υπεδάφιου πάγου, σκάβοντας με την βοήθεια του ρομποτικού του βραχίονα την παγωμένη του επιφάνεια. Όπως θα εξηγήσουμε και πιο κάτω, το αρειανό περιβάλλον σήμερα είναι εχθρικό για την ζωή. Αυτό, ωστόσο, δεν ίσχυε κατά το αρχέγονο παρελθόν του πλανήτη, αφού το ηπιότερο κλίμα, η πυκνότερη ατμόσφαιρα και τα μεγάλα αποθέματα νερού που φαίνεται ότι υπήρχαν, καθιστούσαν τις συνθήκες ευνοϊκές για την εμφάνισή της. Το ρομποτικό όχημα Curiosity, που προσεδαφίστηκε στον Άρη στο πλαίσιο της διαστημικής αποστολής Mars Science Laboratory τον Αύγουστο του 2012, συνέλλεξε επιπλέον στοιχεία προς αυτή την κατεύθυνση. 

Στις σημαντικότερες ανακαλύψεις του Curiosity συγκαταλέγεται η επιβεβαίωση της ύπαρξης άνθρακα, οξυγόνου, υδρογόνου, φώσφορου και θείου, των δομικών δηλαδή στοιχείων της ζωής, καθώς και η ύπαρξη οργανικών μορίων. Ανιχνεύθηκε επίσης η ύπαρξη ατμοσφαιρικού μεθανίου, το οποίο σε γενικές γραμμές μπορεί να παράγεται είτε αβιοτικά, ως υποπροϊόν π.χ. της αλληλεπίδρασης πετρωμάτων και νερού, είτε βιολογικά, από την δράση μικροοργανισμών. Θα πρέπει να τονίσουμε, ωστόσο, ότι οι ανακαλύψεις αυτές δεν αποδεικνύουν σε καμία περίπτωση την ύπαρξη απλών μορφών ζωής  στον Άρη, ούτε τώρα ούτε κατά το παρελθόν του. Οι μετρήσεις του Curiosity έδειξαν επίσης ότι ο πλανήτης αυτός έχει χάσει σημαντικό μέρος της ατμόσφαιρας και του νερού που κάποτε διέθετε, κάτι που επιβεβαιώθηκε και με την ανάλυση των δεδομένων που συνέλεξε το τροχιακό αστεροσκοπείο MAVEN, που τέθηκε σε τροχιά γύρω από τον Άρη τον Σεπτέμβριο του 2014.

Το Insight, η τελευταία μέχρι στιγμής, διαστημοσυσκευή της NASA προς τον Άρη προσεδαφίστηκε στην επιφάνειά του τον Νοέμβριο του 2018, ενώ όσον αφορά στην μελλοντική εξερεύνηση του κόκκινου πλανήτη, το πρώτο βήμα θα γίνει με την αποστολή ExoMars 2020, η οποία θα εκτοξευθεί το 2020. Βασικός στόχος της αποστολής αυτής, θα είναι η αναζήτηση αποδείξεων για την ύπαρξη μικροβιακής ζωής στο γεωλογικό παρελθόν του κόκκινου πλανήτη. Για τον σκοπό αυτό θα προσεδαφιστεί στην επιφάνειά του ένα ρομποτικό όχημα το οποίο θα αναζητήσει ίχνη απολιθωμένης ζωής, συλλέγοντας δείγματα από το υπέδαφος. 

Συνοψίζοντας, επομένως, γνωρίζουμε ότι υπάρχουν στον Άρη σημαντικές ποσότητες πάγου, ενώ όλα τα στοιχεία που έχουμε συλλέξει καταδεικνύουν ότι δισεκατομμύρια χρόνια πριν ο κόκκινος πλανήτης ήταν αρκετά πιο θερμός και «υγρός» και ότι πιθανότατα το βόρειο ημισφαίριό του καλυπτόταν από έναν ωκεανό που εμπεριείχε περισσότερο νερό απ’ όσο εμπεριέχει ο Αρκτικός ωκεανός στην Γη. Στην διάρκεια της γεωλογικής του ιστορίας, όμως, ο Άρης «στέγνωσε». Ένα μεγάλο ποσοστό από τα υδάτινα αποθέματά του πρέπει να χάθηκε, όταν εξασθένησε η προστατευτική ασπίδα του μαγνητικού του πεδίου και τα σωματίδια του ηλιακού ανέμου παρέσυραν την ατμόσφαιρά του στο Διάστημα, καθώς η βαρυτική έλξη του μικρού αυτού πλανήτη δεν επαρκούσε ώστε να την συγκρατήσει γύρω του. Τελευταίες μελέτες, τέλος, καταδεικνύουν ότι τα ίδια τα πετρώματα του κόκκινου πλανήτη θα μπορούσαν να έχουν απορροφήσει ποσότητες από το νερό του. 

Το χρονικό διάστημα κατά το οποίο ο κόκκινος πλανήτης εικάζεται ότι ήταν κατοικήσιμος, διέθετε δηλαδή ένα ηπιότερο και υγρό περιβάλλον, όπου θα μπορούσαν να έχουν αναπτυχθεί οι απλούστερες μορφές της ζωής, υπολογίζεται ότι διήρκεσε για μερικές εκατοντάδες εκατ. χρόνια μετά τον σχηματισμό του. Σήμερα, πάντως, οι συνθήκες στον Άρη είναι ιδιαίτερα εχθρικές για την ζωή. Εκτός από τις χαμηλές θερμοκρασίες, η ατμόσφαιρά του αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από CO2 και είναι τόσο αραιή, ώστε δεν μπορεί να διατηρεί το νερό στην επιφάνειά του σε υγρή μορφή, παρά ίσως μόνο φευγαλέα. Επιπλέον, χωρίς ασπίδα του όζοντος και χωρίς πλανητικό μαγνητικό πεδίο, η επιφάνειά του κόκκινου πλανήτη δεν προστατεύεται από την υπεριώδη ακτινοβολία του Ήλιου και τα υψηλής ενέργειας φορτισμένα σωματίδια του ηλιακού ανέμου και των κοσμικών ακτίνων, που είναι επικίνδυνα για την ζωή. 

Επομένως, εμφανίστηκαν εντέλει απλές μορφές ζωής στον κόκκινο πλανήτη, όταν ήταν ακόμη νέος; Θα μπορούσαν άραγε κατάλοιπά τους να έχουν επιβιώσει ακόμη και σήμερα βαθιά στο υπέδαφος, σε υπόγειους θύλακες νερού ίσως; Παρά τα όσα έχουμε ανακαλύψει για τον Άρη, δεν γνωρίζουμε ακόμη τις απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα. Εξακολουθούμε, δηλαδή, να αγνοούμε εάν συντελέστηκε και στον Άρη το «θαύμα της ζωής». Όπως έλεγε και ο αστρονόμος Carl Sagan (1934–1996), «ακραίοι ισχυρισμοί απαιτούν εξαιρετικές αποδείξεις». Αυτές ακριβώς τις «εξαιρετικές» αποδείξεις για την ύπαρξη παρελθούσας ή και τωρινής μικροβιακής ζωής στον Άρη δεν τις έχουμε ακόμη ανακαλύψει.

[1] Το άρθρο αυτό είναι ένα σύντομο χρονικό της εξερεύνησης του Άρη και δημοσιεύεται με αφορμή την πρεμιέρα στις 22 Οκτωβρίου της τελευταίας παραγωγής του Νέου Ψηφιακού Πλανηταρίου με τίτλο «Ο Κόκκινος Πλανήτης». Η εικόνα που συνοδεύει το κείμενο είναι καλλιτεχνική αναπαράσταση του ωκεανού που πιθανότατα υπήρχε στο βόρειο ημισφαίριο του πλανήτη, πριν από περίπου 4 δισ. χρόνια (φωτογρ. ESO/M. Kornmesser).

π