天体生物学家

工作日程

天体生物学家通常从事全职工作，工作时间安排根据研究需求而变化。他们的工作环境包括实验室、天文台以及模拟其他行星极端条件的野外站点。

典型职责

• 开展极端环境微生物（能在极端环境中生存的生物）和甲烷氧化菌（能在砷、镉、铜、铅和锌等通常有毒金属周围生存的生物）的研究，以了解潜在的外星生命生存条件。

1. 嗜极生物包括嗜热菌（能在极端高温环境中生存）、嗜冷菌（能在极端低温环境中生存）、厌氧菌（能在无氧环境中生存）以及嗜盐菌（能在高盐环境中生存）。

• 研究月球、陨石及行星（除地球外）上可能支持生命生存的化学与物理过程。
• 利用光谱学和遥感技术识别系外行星大气中的潜在生物标志物。对任何发现的生命化学特征进行深入研究。
• 设计并实施实验室实验，以模拟外星环境，并验证关于前生物化学和生命起源的理论。
• 研究微生物在模拟火星及深空环境中的存活能力。
• 开发并测试用于太空任务的仪器设备。与机器人航天器、月球车及探测器协同作业，采集并分析地外样本。
• 分析从望远镜收集的数据。
• 开发模型以预测宇宙中可能存在生命的位置。
• 协助开展与生命探测相关的太空任务规划，并制定行星保护协议。
• 开发人工智能和机器学习模型，用于分析大量天体生物学数据。
• 参与人类太空旅行生命保障系统的设计工作。

附加职责

• 发表研究成果并在科学会议上进行展示。提交经同行评审的文章。
• 通过教育推广活动向公众传达研究成果。
• 申请研究资助和资金。
• 咨询政府和私营航天机构。参与国际合作。
• 制定处理外星物质的规程。
• 协助建立用于编目实验结果的数据库。
• 研究空间环境对生物体的影响，以获取天体生物学见解
• 根据需要为研究人员提供技术支持。
• 查阅科学文献以跟上最新进展。
• 培训新团队成员并佩戴适当的个人防护装备。 

软技能

• 分析性思维
• 注重细节
• 沟通
• 好奇心
• 聚焦
• 诚信
• 组织能力
• 耐心
• 问题解决
• 团队合作
• 时间管理

技术技能

天体生物学家需要掌握与以下领域相关的硬技能：

• 实验室技术与操作规程（例如：灭菌、样品制备、嗜极菌培养）
• 数据分析与统计软件（Excel、R、MATLAB、Python、实验室管理软件）
• 使用分光光度计、质谱仪、电子显微镜和PCR仪等仪器进行现场样品和标本采集
• 科学仪器和实验室设备（例如气相色谱仪、DNA测序仪和荧光显微镜）
• 健康、生物及化学安全规程（例如生物安全等级和危险物质处理）
• 显微镜操作与成像技术（例如电子显微镜和共聚焦显微镜）
• 研究出版物、资助申请书及任务报告的技术写作/文档编制
• 生物样本制备与处理，包括冷冻保存和微生物分离
• 数据录入与数据库管理，运用生物信息学和地理空间制图工具
• 极端环境生物或航天生物学研究（如适用）的动物饲养管理
• 光谱学与遥感技术在行星大气与地表成分分析中的应用
• 基因组学和分子生物学技术，例如CRISPR基因编辑、DNA/RNA测序以及蛋白质分析
• 机器学习与人工智能应用
• 行星模拟与环境建模，包括外星宜居性计算模型
• 三维建模与可视化软件（例如ArcGIS、MATLAB Simulink）
• 用于研究类比环境（例如深海热液喷口、沙漠或极地冰盖）的野外研究设备
• 天体化学技术（例如分析陨石和星际尘埃中的有机分子）
• 机器人系统操作（例如：编程和管理漫游车、无人机或自主采样设备）

• 政府机构（例如美国国家航空航天局）
• 研究机构
• 大学和学院
• 私营航空航天公司
• 环境咨询公司

天体生物学家需要开展细致入微、注重细节的研究工作，这往往要求他们在实验室、野外站点或航天器与仪器准备执行太空任务的区域投入大量时间。

与许多科学学科不同，天体生物学并非专注于单一领域，其本质上具有跨学科特性，需要融合生物学、化学、地质学和天文学的知识体系。这意味着天体生物学家必须与不同科学背景的专家紧密协作，并致力于终身学习以掌握前沿研究方法与技术。

野外考察充满魅力，研究人员常需深入极端环境，探索能在恶劣条件下生存的生命形态。这些类比环境帮助他们设想生命可能栖息的其他世界类型。然而，此类地点往往地处偏远，气候极端炎热或严寒，且存在潜在危险。此外，某些考察任务需要远离家园数周甚至数月，这对家人朋友而言颇为不易。

资金保障同样面临挑战。许多天体生物学家依赖美国宇航局、欧洲航天局、美国国家科学基金会等机构提供的关键研究拨款。若失去这些资金支持，他们可能无法继续研究工作。然而，获取拨款的竞争异常激烈，且资金分配会受到政府预算优先级调整的影响。

天体生物学正因新技术和新发现而迅速发展。 美国宇航局的开普勒和TESS等空间望远镜已探测到数千颗系外行星，其中部分行星可能存在生命。开普勒望远镜于2009至2018年运行，在日心轨道上搜寻恒星；而2018年发射的TESS则沿椭圆轨道环绕地球运行，致力于识别系外行星候选体。

这些任务发现的任何有前景的行星都会报告给詹姆斯·韦伯太空望远镜的负责团队。这台强大的太阳轨道望远镜随后能聚焦其红外光谱功能来研究行星大气层，寻找水蒸气、甲烷和二氧化碳等气体。这些望远镜共同构成一个强大的系统：开普勒和TESS发现行星，而JWST则揭示它们的构成成分！

机器人探测任务同样至关重要。火星毅力号探测车正在采集样本进行分析，而欧罗巴快船号和 蜻蜓号等任务则致力于探索冰冻卫星的地下海洋。这些项目涉及美国宇航局（NASA）、欧洲航天局（ESA）等政府机构与SpaceX等私营企业的协作。

人工智能当然也在改变天体生物学领域，通过处理海量行星数据，并模拟外星环境来预测生命可能存在的区域。与此同时，由于教育计划和公民科学参与的推动，公众对天体生物学的兴趣正在日益增长！ 

被天体生物学吸引的人们，往往怀有观星、科幻和探索自然的热忱。他们在生物、化学、物理和数学课程中表现优异，并常参与科学展览或天文社团活动。