V roce 1976 se lidstvo pustilo do své dosud nejambicióznější výpravy, aby odpovědělo na jednu z nejstarších otázek vesmíru: „Jsme sami?“ Mise NASA Viking, skládající se ze dvou dvojitých orbiterů a přistávacích modulů, nejenže dosáhly prvních úspěšných měkkých přistání funkčních kosmických lodí na Marsu, ale také provedly jediné přímé pátrání po mimozemském životě na planetě. Tento průkopnický počin přinesl výsledky, které nadále podněcují vědeckou debatu a formují naše chápání obyvatelnosti planet a potenciálu života mimo Zemi.
Kosmické lodě Viking, vypuštěné v roce 1975, byly navrženy tak, aby nově definovaly vědecké chápání atmosféry, povrchu a geologické historie Marsu. Kromě primárních biologických výzkumů byly mise vybaveny sofistikovanými přístroji pro snímkování, tepelné mapování, analýzu složení atmosféry a povrchu a meteorologické studie. Tyto schopnosti umožnily Vikingům vykreslit komplexní nový obraz rudé planety.
Mezi významnými poznatky o atmosféře data z Vikingů naznačovala, že Mars kdysi měl mnohem hustší atmosféru, kterou postupem času ztratil. Mise také pozorovaly charakteristickou růžovou oblohu planety, způsobenou prachovými částicemi unášenými větrem, trvale suspendovanými v atmosféře. Dále Viking objevil sezónní variace v povrchovém tlaku, jev přisuzovaný sublimaci a kondenzaci oxidu uhličitého na marťanských pólech. Tento jedinečný proces, nepodobný ničemu, co známe ze Země, významně mění složení atmosféry mezi jejími plynnými a pevnými formami.
Hledání života: Biologické experimenty
Jádrem biologického zkoumání Vikingů byly tři odlišné experimenty, z nichž každý byl navržen k detekci mikrobiálního života v marťanské půdě. Pro každý z nich byl vzorek půdy vložen do sterilizované testovací komory a vystaven různým živinám za kontrolovaných atmosférických podmínek. Výzkumníci pečlivě monitorovali atmosféru komory kvůli změnám v chemickém složení, které by mohly naznačovat metabolické procesy mikroorganismů spotřebovávajících živiny. Pro zlepšení detekce obsahovaly některé živiny radioaktivní uhlík, což umožňovalo přesné sledování metabolických vedlejších produktů.
Experiment asimilace uhlíku (pyrolytické uvolňování) simuloval marťanské atmosférické podmínky, naplnil komoru radioaktivním oxidem uhličitým a oxidem uhelnatým, aby pozoroval interakce s půdou. Experiment značeného uvolňování naopak přímo vstříkl do vzorku půdy živinu obsahující radioaktivní uhlík. Detekoval potenciální biologický signál ve formě uvolňování radioaktivního oxidu uhličitého, což přineslo nejvíce nejednoznačné a fascinující výsledky.
Třetí výzkum, experiment výměny plynů, naplnil svou komoru inertním heliem a vystavil půdu různým podmínkám vlhkosti a živin. Když byly vzorky půdy navlhčeny, došlo k okamžité chemické reakci, z velké části přisuzované odpařování vody, reakcím se superoxidy v půdě a rozkladu molekul kyslíku. Ačkoli tyto změny změnily atmosféru komory, bylo považováno za nepravděpodobné, že by byly způsobeny mikroorganismy. Následná opakování s čerstvými živinami, ale stejnou půdou, primárně uvolňovala oxid uhličitý, pravděpodobně z rozkládajících se organických materiálů v přidané živině.
Interpretace těchto tří experimentů nebyly nakonec jednoznačné. Zatímco výsledky experimentu značeného uvolňování naznačovaly biologický zdroj, experimenty asimilace uhlíku i výměny plynů poukazovaly na nebiologické nebo anorganické chemické reakce jako příčinu pozorovaných změn. To vedlo vedoucí výzkumníky projektu k závěru, že přistávací moduly Viking nenašly žádný jednoznačný důkaz života, ačkoli možnost nemohla být definitivně vyloučena.
Molekulární analýza a pozdější odhalení
Paralelně s biologickými experimenty experiment molekulární analýzy přímo hledal na marťanském povrchu organické sloučeniny – molekuly na bázi uhlíku běžně spojované s živými organismy. Překvapivě tento experiment nezjistil žádné organické sloučeniny, což byl matoucí výsledek vzhledem k historickému bombardování Marsu meteority bohatými na organické látky.
O desítky let později, v roce 2008, přistávací modul NASA Phoenix poskytl potenciální vysvětlení pro tento záhadný výsledek. Mise Phoenix objevila vysoké koncentrace chloristanu v marťanské půdě. Chloristan, když je zahřátý – jako tomu bylo během procesu molekulární analýzy Vikingů – je známý tím, že chemicky ničí organické sloučeniny. Tento objev naznačil, že jakýkoli organický materiál přítomný ve vzorcích Vikingů mohl být spálen dříve, než mohl být detekován, čímž se vyřešila dlouholetá marťanská záhada.
Současný dopad a budoucí vyhlídky
Zjištění z misí Viking nadále tvoří základ astrobiologického výzkumu a inspirují nové modely a bádání. Například Steven A. Benner, ředitel Nadace pro aplikovanou molekulární evoluci, nedávno vyvinul nový model pro současný marťanský život založený na přehodnocení původních měření biologických experimentů Vikingů. Jeho model navrhuje, že mikroorganismy by mohly využívat radioaktivní uhlíkové živiny k produkci vlastní potravy a absorbovat kyslík, zatímco v noci by vypouštěly oxid uhličitý, potenciálně vysvětlující některé z nejednoznačných signálů, jako je uvolňování kyslíku pozorované při navlhčení půdy. Ačkoli tento model představuje zajímavou možnost pro existující život na Marsu, jeho potvrzení čeká na budoucí výzkum a specializované mise.