Što će biti potrebno da se pronađe život negdje drugdje u svemiru?

Nebo je bilo maglovito i oblačno iznad Cape Canaveral, Florida, ujutro 8. srpnja 2011. Lagani povjetarac s obale rashladio je oko 750 000 promatrača koji su se borili s ljepljivom ljetnom vrućinom kako bi se oprostili od NASA-inog svemirskog šatla Atlantis. Bio je to posljednji let trideset godina starog programa svemirskih letova - i neizvjesno otvaranje ere u kojoj bi čovječanstvo moglo pronaći žive svjetove među zvijezdama.

Kako je započelo posljednje odbrojavanje, Chris Ferguson, zapovjednik svemirske letjelice, razmišljao je o završetku programa s direktorom lansiranja misije, Mikeom Leinbachom. “Shuttle će uvijek biti odraz onoga što velika nacija može učiniti kada se usudi biti hrabra i predana pratiti,” radio je Ferguson sa svog sjedala jašući osamnaest katova visokog shuttlea teškog 4,5 milijuna funti. stog. "Ne završavamo putovanje danas, Mike, dovršavamo poglavlje u putovanju koje nikada neće završiti."

Ferguson je, poput mnogih prije njega, ponavljao temeljni osjećaj povučenog filozofa Konstantina Ciolkovskog, oca moderne raketne znanosti. Dok su Orville i Wilbur Wright bili pioniri letova s ​​motorom na Kitty Hawku, Ciolkovski je strastveno pisao iz udaljene drvene kolibe u Rusiji o istraživanju svemira i ljudskoj sudbini među zvijezdama. Teoretizirao je o lansiranju višestupanjskih raketa u orbitu, životu i radu u svemiru i bijegu iz sunčevog sustava jednog dana. Također je slavno osmislio ono što je danas poznato kao "jednadžba rakete", matematička formula koja sažima sve ključne varijable koje utječu na manevre rakete. “Većina čovječanstva vjerojatno nikada neće nestati, nego će se samo nastaviti kretati od sunca do sunca kao i svako gasi se”, napisao je Ciolkovski u jednom ranom radu, iznoseći vizionarski poticaj iza svog raditi. “Zbog toga nema kraja životu, evoluciji i poboljšanju čovječanstva. Čovjek će zauvijek napredovati. A ako je tako, on sigurno mora postići besmrtnost.” Ova vizija neograničene budućnosti izvan Zemlje, dok implicirana, ali rijetko eksplicitno priznata, ostaje najčišća i najplemenitija svrha iza svakog ljudskog prostora program.

Nekoliko trenutaka nakon što je Ferguson usmjerio Tsiolkovskog na Cape Canaveral, motori i raketni pojačivači shuttlea su se uzburkali i oživjeli. Atlantis je gurnula svoju posadu prema nebu na drhtavom kataraktu zlatnog plamena i električno-plavih šok dijamanata. Međutim, veliki spektakl ostavio je za sobom svemirski program koji je tiho propadao: NASA nije imala spremnu zamjenu za flotu šatlova i smanjivala je programe u cijeloj agenciji.

Space shuttle, zamišljen u tehnološkom vrenju misija Apollo, trebao je biti revolucionarna svemirska letjelica za višekratnu upotrebu koja će letjeti jednom tjedno. To bi putovanje u svemir učinilo jeftinim, čestim i rutinskim. Umjesto toga, predsjednik Richard Nixon odbacio je predviđeni trošak, a himerična vozila koja su se konačno pojavila bila su elegantna, svestrana i s nepopravljivim nedostacima. U gotovo svakom aspektu - cijeni, učestalosti, mogućnosti ponovne upotrebe i sigurnosti - program shuttlea bio je uništavajući bijeli slon koji nije uspio ispuniti svoja najvažnija obećanja.

Jedina iznimka vjerojatno je bio svemirski teleskop Hubble, robotski opservatorij veličine školskog autobusa koji je svemirski šatl Discover isporučio u nisku Zemljinu orbitu 1990. godine. Nakon odvažnog popravka u svemiru, Hubble se počeo isplaćivati. Njegov pogled bio je dovoljno oštar da razazna promjene vremena na Marsu, eksplozivne udare kometa na Jupiter i Saturnove sablasne polarne aurore. Gledajući u obližnja područja nastajanja zvijezda, teleskop je uočio mlade zvijezde učahurene u uskovitlanim diskovima plina i prašine koji su gradili planete. Hubble je konačno pokazao da će se galaksija Andromeda sudariti i spojiti s našom Mliječnom stazom za otprilike četiri milijarde godina. I, pregledavajući okolne galaksije, otkrio je da gotovo sve imaju supermasivne crne rupe u svojim središtima.

U plodnim godinama koje su uslijedile nakon lansiranja i popravka Hubblea, NASA je najavila njegovog nasljednika: Svemirski teleskop sljedeće generacije, kasnije preimenovan u Svemirski teleskop James Webb (JWST). Njegova bi misija bila potpuno razotkriti prve galaksije u svemiru, objekte koji su se manifestirali samo kao malene crvene mrlje na Hubbleovim najdubljim slikama.

Ali baš kad je NASA stala iza JWST-a, polje egzoplanetologije počelo je svoj meteorski uspon. Astronomi su po prvi put mogli racionalno raspravljati o mogućnosti pronalaska drugih planeta sličnih Zemlji, što je izazvalo velik interes javnosti i pohvale. Na međuzvjezdanim udaljenostima, izračunali su lovci na planete, naš bi svijet izgledao malo blijeđi od tipične galaksije na Hubbleovoj slici dubokog polja. U teoriji, to bi bilo nešto što bi JWST mogao detektirati, i doista bi teleskop bio odličan u snimanju vrućih mladih planeta plinovitih divova daleko od svojih zvijezda. Ali u praksi bi nastanjivi planeti ležali previše blizu svojih mnogo svjetlijih zvijezda domaćina.

Slikati stjenoviti planet oko zvijezde je kao fotografirati ugašenu šibicu pored detonirajuće hidrogenske bombe. Naša je Zemlja, na primjer, nekih deset milijardi puta blijeđa od našeg Sunca u vidljivom svjetlu - za svaki foton koji se reflektira s našeg planeta u svemir, naša zvijezda izbacuje deset milijardi više. U infracrvenom zračenju omjer kontrasta postaje povoljniji - na tim je valnim duljinama Sunce samo nekih deset milijuna puta svjetlije od našeg svijeta. Snimiti stjenoviti planet oko zvijezde znači uhvatiti mutnu mrlju prašine koja praktički grli vrh termonuklearne vatrene kugle, poput fotografiranja ugašene šibice pored detonirajućeg vodika bomba. Morali biste blokirati sve te termonuklearne fotone u njihovim milijunima ili milijardama kako bi se čak i jedan foton reflektiran od planeta mogao vidjeti. Samo bi zvjezdarnica u svemiru mogla izbjeći zamagljene smetnje Zemljine atmosfere i isporučiti svjetlost potencijalno nastanjivih planeta koji kruže oko mnogih drugih zvijezda.

Na sastanku Američkog astronomskog društva početkom 1996. u San Antoniju, Teksas, na pozornicu je stupio NASA-in tadašnji administrator, Dan Goldin. Predstavio je primamljivu viziju onoga što će agencija učiniti odmah nakon JWST-a: preoblikovati cijeli NASA-in znanstveni program oko astrobiologije, s novim svemirskim teleskopima za pronalaženje života kao svjetlucavim središtem. “Za desetak godina”, objasnio je, agencija bi mogla biti spremna pokrenuti “Planet Finder”, zvjezdarnicu koja bi locirala potencijalno nastanjive svjetove i snimala njihove slike niske rezolucije. Tražio bi atmosferske biopotpise u spektru svake male skupine planetarnih piksela. Ovo je bilo jedno od najranijih javnih spominjanja onoga što će postati NASA-in koncept misije "Terrestrial Planet Finder" (TPF). Ako bi TPF pronašao obećavajuće svjetove oko obližnjih zvijezda, rekao je Goldin svojoj oduševljenoj publici, onda bi "možda za dvadeset pet godina" još više mogli bi se izgraditi ambiciozni teleskopi koji bi mogli slikati te planete "s rezolucijom da se vide oceani, oblaci, kontinenti i planine rasponi.” Negdje u dvadeset prvom stoljeću, kasnije je rekao, oni otkriveni kao živi svjetovi mogli bi postati glavne mete robotskih međuzvjezdane sonde.

Nažalost, razvoj JWST-a pokazao se težim od planiranog. Za snimanje najranijih zvijezda i galaksija, teleskop bi trebao mnogo veće primarno zrcalo od Hubbleovog, optimiziran za infracrvene valne duljine (gdje sjaje molekularni oblaci, divovski planeti i najranije galaksije najsjajniji). Ogledalo bi se moralo uredno sklopiti unutar oklopa rakete. U svemiru bi zahtijevao kriogeno hlađenje kako njegova vlastita unutarnja toplina ne bi isprala krhku svjetlost kozmičke zore. Konačno, nije mogao raditi u niskoj Zemljinoj orbiti, jer bi sjaj našeg planeta na infracrvenim valnim duljinama nalik na žarulju kontaminirao delikatna promatranja.

Različiti međunarodni partneri sklopili su ugovor o izradi instrumenata ili osiguranju lansirne rakete, ali NASA će snositi najveći dio troškova, koji su prema prvim procjenama iznosili oko 1,5 milijardi dolara. Lansiranje je bilo okvirno zakazano za oko 2010. Kako su stvarna složenost i razmjeri projekta postajali jasni, procjene troškova su revidirane sve više, ali se malo povećalo financiranje. Umjesto toga, novac za JWST trebao bi dolaziti iz drugih NASA-inih programa svemirske znanosti. Na kraju bi samo za razvoj tehnologije bilo potrebno više od 2 milijarde dolara. JWST-ov raspored počeo je kliziti. Ukupni trošak projekta pomicao je sve više i više velikih troškova u budućnost. Do 2012. procijenjeno je da će izgradnja, testiranje, lansiranje i prvih pet godina rada JWST-a koštati gotovo 9 milijardi dolara, s datumom lansiranja ne prije 2018.

Nacionalne i globalne ekonomske nesreće pogoršale su JWST-ove porođajne muke. NASA-in proračun stao je na plato i nije držao korak s monetarnom inflacijom. Višak od bilijuna dolara nakupljen 1990-ih za vrijeme predsjednika Billa Clintona postao je višetrilijunski deficit u 2000-ima zbog smanjenja poreza i neumjerene potrošnje njegovog nasljednika, Predsjednik George W. Grm. Zatim, nakon katastrofe shuttlea Columbia 2003., Bush je dao hrabri novi mandat, ali bez financiranja ili duboke potpore Kongresa: povratak na Mjesec i isporuka ljudi na Mars.

Kako bi platila konačno osuđeni program, nazvan Constellation, NASA je 2006. odlučila izvući milijarde dolara iz svog proračuna za znanost. Razvoj JWST-a pao je u nered i raspršio nade za brzi razvoj i lansiranje TPF-a, koji je bio službeno "odgođeno na neodređeno vrijeme". Predsjednik Barack Obama 2010. otkazao je Bushove planove, ali štete je bilo učinjeno. Kako bi adekvatno financirala JWST, agencija je smanjila, odgodila ili otkazala gotovo sve druge velike astrofizičke i planetarne znanstvene misije sljedeće generacije; ako je zvjezdarnica htjela uspjeti, to bi mogla učiniti samo uz veliku cijenu eliminacije većine NASA-inog portfelja svemirske znanosti. Zbog nedostatka novca i snažne institucionalne podrške, TPF se činio gotovo jednako dalekim i nedostižnim kao i same zvijezde.

Johnu Grunsfeldu, astrofizičaru i NASA-inom astronautu koji je letio u pet misija space shuttlea, od kojih su tri služile Hubbleu, ta je pomisao bila teška. Tisak je pozdravio Grunsfelda kao heroja i nazvao ga “Dr. Hubble." Razmišljao je o stotinama milijardi dolara potrošeno na ISS i šatlove, te usporedni dio sredstava potreban za održavanje zlatnog doba svemira teleskopi. Pitao se kako bi NASA-in snažni program istraživanja ljudi mogao ponovno stvoriti moćno partnerstvo s čisto znanstvenom stranom agencije. Tako je tijekom 2003. i 2004. služio kao NASA-in glavni znanstvenik i pomagao u razvoju znanstvenih aplikacija za Bushov program Constellation. Ispostavilo se da su velike rakete jednako korisne za lansiranje iznimno velikih teleskopa kao i za bacanje astronauta prema Mjesecu. Takva bi raketa mogla olakšati i pojeftiniti lansiranje JWST-a i mogućih većih zvjezdarnica tipa TPF. Međutim, planiranje se izjalovilo kada je Constellation bacio svoju gladnu sjenu na NASA-in znanstveni proračun. Početkom 2010. Grunsfeld je napustio NASA-u kako bi služio kao zamjenik direktora Znanstvenog instituta za svemirski teleskop u Baltimoreu, Maryland—pulsirajuća poveznica operacija za Hubble i, jednog dana, za JWST. Blisko je surađivao s direktorom instituta, astronomom Mattom Mountainom, gotovo dvije godine kako bi postavio temelje za budući teleskop tipa TPF. Njihov preferirani interni dizajn bio je prikladno nazvan ATLAST, svemirski teleskop s velikim otvorom napredne tehnologije, a namijenjen je isporuci slika potencijalno nastanjivih egzoplaneta. Dr. Hubble je postao dr. TPF, dr. ATLAST.

Ali krajem 2011. Grunsfeldu je zazvonio telefon. NASA je željela Grunsfelda na čelu najvećeg proračuna za čistu znanost na svijetu, iako se on bori da ispuni sve svoje bezbrojne obveze. Prihvatio je i po povratku smanjio svoje prethodno glasno zagovaranje svemirskih teleskopa za pronalaženje života u korist naglašavanja ravnoteže u svim NASA-inim znanstvenim programima. Nije bilo najava o hrabrom novom financiranju potrage za vanzemaljskim Zemljama, ali Grunsfeldovi najbliži prijatelji i bivši pouzdanici nisu mogli zaboraviti njegov nekadašnji žar. Nakon gotovo godinu dana bezuspješne razmjene s NASA-om u pokušaju da razgovaram s Grunsfeldom za ovu knjigu, utješio sam se onim što mi je slobodno rekao tijekom ranijeg intervjua.

“Hubble i Webb će nas vjerojatno ostaviti na miru s pitanjem postoji li život negdje drugdje u svemiru”, rekao je. „Ono što nam treba u sljedećoj generaciji velikih svemirskih teleskopa—i što možemo postići—je sposobnost da promatrajte atmosferu i površinske značajke svakog pojedinog naseljivog planeta oko najbliže tisuću zvijezde. Napokon bismo mogli saznati da nismo sami. Napokon bismo mogli pronaći druge nastanjive svjetove, od kojih bi svaki, u načelu, mogli posjetiti ljudi. To je velika slika i želim biti u mogućnosti uvjeriti javnost i Kongres i buduće administracije da se isplati ulagati u ovaj sljedeći korak.”

Očito je Grunsfeld čitao svog Ciolkovskog.

Prilagođeno iz _Pet milijardi godina samoće: Potraga za životom među zvijezdama Lee Billings uz dopuštenje Currenta, člana Penguin Group (USA) LLC, A Penguin Random House Company. Autorska prava © Lee Billings, 2013._