美国国家科学院发布《寻找宇宙生命的宇宙生物学战略》

         1010日,美国国家科学院发布经美国国会授权的报告《寻找宇宙生命的宇宙生物学战略》(以下简称《战略》) [1],建议美国国家航空航天局(NASA)拓展对宇宙生命的搜索,支持更广泛的生命信号和生命存在环境的研究,并将宇宙生物学纳入未来探索任务的全部生命周期中。

  《战略》突出了2015年宇宙生物学战略发布以来的重大科学发现、概念开发和技术进步,提出了关键的科学问题,确定了可能在未来20年影响该领域的新兴技术。报告明确了短期空间任务和地面望远镜项目将发挥的作用,强调了应加强与私营部门、政府机构以及国际伙伴的合作,并提出了6项发展建议。

  1、关注动态宜居性研究NASA和其他相关机构应推动将研究聚焦于动态宜居性、行星与生命的共同进化等新兴的系统层级问题,研究应关注重点问题而不是相关学科。研究应充分利用并拓展可以促进跨学科和跨部门合作的项目机制。

  2、关注地下世界宜居性研究。有鉴于在地球地下生命的广度和多样性、火星地下流体的历史和性质以及海洋世界中生命的潜在栖息地等一系列最新研究进展,NASA的相关计划和任务应该专注于研究和探索行星表面下可能存在的生命。在未来20年,该领域的场地、实验室以及模拟研究应聚焦在以下问题:①地下生命如何适应极端环境和能量谱;②对海洋和地下生命群体的研究启发对其他世界生命社区的认识;③火星上尤其是其地下潜在宜居环境的时空分布情况;④在海洋世界中维持基于岩石的生命的化学和物理过程。

  3、开发在未来20年影响宇宙生物学研究的新兴技术。①为研究系外行星,NASA应在近期的天基和地基直接成像任务中采用高对比度星光抑制技术,以抑制恒星的光线;②紧凑、低功耗的商业化RNADNA测序设备将显着提高当前生命检测技术组合的稳健性;③用于DNA扩增和测序的技术可用于原位检测与地基生命密切相关的生命形式,但是目前还无法应对解析信息杂聚物(informational heteropolymer)亚基组成的需求;④综合利用可见光、拉曼光谱、激光诱导击穿光谱、红外和其他探测手段的微尺度和纳米尺度分析新技术为推进微尺度生物标志物的检测提供了希望和信心;⑤通过集成设备或可以进行多种测试(包括非破坏性探测手段)的单一设备可以极大地提升原位生命检测;⑥人工智能机器学习算法领域的快速进展将改进对宇宙生物学领域日益普遍的大型复杂数据集的分析。

  4、拓展生命信号和非生命现象研究。寻找地外生命需要更复杂的框架来考虑非地基生命存在的可能性,NASA应支持对未知生命信号研究的新方法。NASA应引导学术界关注类似生命信号的非生命现象的研究,尤其是在理解非生命现象的可能性、广泛性以及区分环境背景等方面的重要差距。NASA应支持扩大对生命信号的研究范围,以填补在理解生物信号、可能的假阳性和假阴性信号等方面的空白。NASA应支持学术界开发综合评估框架,对非生命信号、假阳性和假阴性的可能性进行评估,以指导生命信号的原位和远程测试和评估。

  5、加速开发生命探测技术。为推进对宇宙中生命的探索,NASA应加快在相关环境中开发和验证适用于相关空间任务的生命探测技术,并将宇宙生物学的专门知识整合到相关空间任务的规划以及开发和运行的所有任务阶段。

  6、健全合作机制NASA应积极寻求新的合作机制,减少与私人部门、慈善机构以及国际空间机构之间的合作障碍,以实现其在宇宙中寻找生命的目标。                                       (王海名)

 

  


 

[1] An Astrobiology Strategy for the Search for Life in the Universe. http://nap.edu/25252

原文始发于:美国国家科学院发布《寻找宇宙生命的宇宙生物学战略》

 

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