W XIX wieku, jeszcze przed rozwojem nowoczesnej astronomii, wiara w występowanie życia (także wysoko rozwiniętego i inteligentnego) na innych planetach była powszechna. Pod tym względem ludzie najchętniej powoływali się na najbliższe nam planety – Wenus i Marsa. W przypadku tego drugiego obserwator Giovanni Schiaparelli już w 1877 roku doniósł o odkryciu na jego powierzchni kanałów, rzekomo zbudowanych przez istoty podobne do ludzi (ostatecznie okazały się one złudzeniem optycznym, podobnie jak słynna twarz na Marsie).

Kanały na Marsie. Źródło: http://www.fullscreen360.com/mars

Wenus z kolei, podobna pod względem wielkości do Ziemi, bliższa Słońcu i wiecznie spowita grubą warstwą chmur, jawiła się ludziom jako tajemnicza i egzotyczna planeta – raj z ciepłymi dżunglami i oceanami. Warto dodać, że ogromne nadzieje wiązano swego czasu nawet z Księżycem. W 1869 Juliusz Verne wydał powieść „Wokół Księżyca”, poświęconą eksploracji srebrnego globu osadzonej w realiach XIX-wiecznych. I choć sam autor skutecznie rozprawia się w niej z mitem Księżyca zasiedlonego „Selenitami” i porośniętego drzewami, już same te wzmianki świadczą o tym, że i takie przekonania wówczas panowały.


Niedługo po powstaniu agencji kosmicznej NASA, w 1958 roku, naukowcy zaczęli  coraz intensywniej zgłębiać temat życia w Kosmosie. Sondy kosmiczne (również rosyjskie) wysłane w kierunku Marsa i Wenus w drugiej połowie XX wieku dość brutalnie rozwiały marzenia o innych, gotowych do eksploracji i być może tętniących życiem światach. Żadna z nich nie wykryła śladów życia, a w dodatku okazało się szybko, że warunki panujące na wszystkich planetach Układu Słonecznego nie sprzyjają przetrwaniu ziemskich organizmów. Choć zmniejszyło to nieco zapał naukowców, badania kontynuowano – od tego czasu możemy już mówić o astrobiologii jako gałęzi nauk ścisłych. Joshua Lederberg, biolog molekularny i astrobiolog, laureat nagrody Nobla z 1958 roku, był jednym z prekursorów tej nowej dziedziny. W 1960 roku pisał w czasopiśmie Science, że "Astrobiologia nie jest w żadnym stopniu dziedziną bardziej fantastyczną niż plany realizacji podróży kosmicznych, a naukowcy mają obowiązek zgłębiać ten temat wraz ze wszystkimi jego konsekwencjami dla nauki i z myślą o ludzkim dobrobycie".

W latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych, już po zbadaniu Księżyca, NASA skupiła swe wysiłki głównie na planowaniu misji marsjańskiej. Nie ukrywano, że jej głównym celem jest poszukiwanie śladów życia. Cel taki przyświecał m. in. sondom Viking. Obawiano się nawet, że  mogą one zanieść na Marsa ziemskie mikroby (na przykład bakterie) i w w ten sposób zaszkodzić życiu na Czerwonej Planecie poprzez jej skażenie. Podczas lądowania Wikingów w 1976 emocje sięgnęły zenitu – wielu poważnych naukowców już wtedy przewidywało, że faktycznie znajdą one tam życie. Wśród nich był słynny astronom i popularyzator Carl Sagan. Ostatecznie jednak Mars okazał się jałowy - nie wykryto nawet znanych na Ziemi związków organicznych.

Pod koniec XX wieku odkryto na Ziemi pierwsze organizmy zdolne do przetrwania w bardzo ekstremalnych warunkach – tak zwane ekstremofile. Dobrym przykładem są tu mikroby zamieszkujące głębokie dna oceaniczne i kominy hydrotermalne u wybrzeży Wysp Galapagos. Znaleziono również robaki, które żyją w całkowitych ciemnościach, bakterie egzystujące w bardzo niskich temperaturach, w słonej wodzie, a także organizmy, które radzą sobie w górnych warstwach atmosfery – tam, gdzie są już narażone na bardzo silne promieniowanie. To z kolei zaczęło sugerować naukowcom, że życie pozaziemskie mogło rozwinąć się także w miejscach uznanych wcześniej za nie nadające się do tego – na przykład w skutych lodem oceanach pokrywających jeden z księżyców Jowisza, Europę. Pewne nadzieje rozbudziły też odkrycia związane z historyczną obecnością wody na Marsie.

Naukowcy znaleźli również wiele związków będących podstawowymi cegiełkami życia na Ziemi w przestrzeni kosmicznej - w meteorytach, kometach i obłokach molekularnych. Jako przykład wymienia się tu aminokwasy znalezione w próbkach pyłu zebranych z komety 81p/Wild (Wild 2) w misji kosmicznej sondy Stardust, która przeszła przez warkocz komety w 2004 roku.  Całe nukleotydy zostały ponadto odkryte przez naukowców z NASA wewnątrz meteorytów – w kamieniach, które dosłownie spadły na Ziemię z nieba. Dziś dość powszechnie uważa się już, że takie budulce niezbędne do narodzin życia mogą być przenoszone między planetami przez komety i asteroidy.

Kometa Wild 2

Źródło: STARDUST Team, JPL, NASA

Termin "astrobiologia" został oficjalnie zapisany w leksykonie astronautyki w połowie lat dziewięćdziesiątych. Wtedy też NASA zainicjowała swój Program Astrobiologiczny. Z biegiem lat badania realizowane w jego ramach rozszerzono na biologię ewolucyjną, naukę o pochodzeniu i ewolucji elementów prebiotycznych i związków, poszukiwanie planet pozasłonecznych, oraz rozważania nad przyszłością życia we Wszechświecie. Dziś ten multidyscyplinarny program obejmuje też misje planetarne, których celem jest Mars oraz wybrane satelity i Jowisza i Saturna.

W tym samym czasie niektórzy uznani naukowcy zaczęli poddawać w wątpliwość to, czy astrobiologia (zwana też wówczas często egzobiologią) jest prawdziwą nauką. W roku 1964 roku George Gaylord Simpson i Alexander Agassiz wdali się z Lederbergiem – wówczas już specjalistą w tym zakresie – w publiczną dysputę. Argumentowali, że na te nie muszące przecież przynieść żadnych konkretnych rezultatów badania wydaje się corocznie miliardy dolarów oraz marnuje pracę ludzi i technologię. Podobnych krytycznych głosów nie brak i dziś.