Såning af Mælkevejen med liv ved hjælp af Genesis-missioner

Når man udforsker andre planeter og himmellegemer, NASA-missioner er forpligtet til at overholde den praksis kendt som "planetarisk beskyttelse." Denne praksis angiver, at der skal træffes foranstaltninger under udformningen af ​​en mission for at sikre, at biologisk kontaminering af både planeten/kroppen, der udforskes, og Jorden (i tilfælde af prøve-retur-missioner) forhindres.

Ser på fremtiden, der er spørgsmålet om, hvorvidt denne samme praksis vil blive udvidet til at omfatte planeter udenfor solen. Hvis så, det ville være i konflikt med forslag om at "så" andre verdener med mikrobielt liv for at sætte gang i den evolutionære proces. For at løse dette, Dr. Claudius Gros fra Goethe Universitets Institut for Teoretisk Fysik har for nylig offentliggjort et papir, der ser på planetarisk beskyttelse og argumenterer for "Genesis-type" missioner.

Papiret, med titlen "Hvorfor planetarisk og exoplanetarisk beskyttelse adskiller sig:Sagen om langvarige Genesis-missioner til beboelige, men sterile M-dværg-iltplaneter, " for nylig optrådt online og skal udgives af tidsskriftet Acta Astronautica . Som grundlæggeren af ​​Project Genesis, Gros adresserer det etiske spørgsmål om såning af ekstrasolære planeter og argumenterer for, hvordan og hvorfor planetarisk beskyttelse muligvis ikke gælder i disse tilfælde.

Enkelt sagt, Genesis-projektet har til formål at sende rumfartøjer med genfabrikker eller kryogene bælg, der kan bruges til at distribuere mikrobielt liv til "forbigående beboelige exoplaneter - dvs. planeter, der er i stand til at understøtte liv, men vil sandsynligvis ikke give anledning til det af sig selv. Som Gros tidligere har forklaret til Universe Today:

"Formålet med Genesis-projektet er at tilbyde terrestrisk liv alternative evolutionære veje på de exoplaneter, der er potentielt beboelige, men alligevel livløse... Hvis du havde gode forhold, simple liv kan udvikle sig meget hurtigt, men det komplekse liv vil have det svært. I det mindste på jorden, det tog meget lang tid, før det komplekse liv kom. Den kambriske eksplosion fandt kun sted for omkring 500 millioner år siden, omkring 4 milliarder år efter Jordens dannelse. Hvis vi giver planeterne mulighed for at fremskynde udviklingen, vi kan give dem chancen for at få deres egne kambriske eksplosioner."

Formålet med en mission af Genesis-typen ville derfor være at tilbyde ekstra-solplaneter en evolutionær genvej, springer de milliarder af år over, der er nødvendige for, at de grundlæggende livsformer kan udvikle sig og bevæger sig direkte til det punkt, hvor komplekse organismer begynder at diversificere. Dette ville især være nyttigt på planeter, hvor liv kunne trives, men ikke opstå af sig selv.

"Der er masser af 'fast ejendom' ude i galaksen, planeter, hvor liv kunne trives, men det er sandsynligvis ikke endnu." Gros delte for nylig via e-mail. "En Genesis-mission ville bringe avancerede encellede organismer (eukaryoter) til disse planeter."

At tage fat på spørgsmålet om, hvordan sådanne missioner kunne krænke praksis med planetbeskyttelse, Gros kommer med to modargumenter i sit papir. Først, han hævder, at videnskabelig interesse er hovedårsagen til at beskytte mulige livsformer på solsystemets kroppe. Imidlertid, denne fornuft bliver ugyldig på grund af den forlængede varighed, som missioner til ekstrasolare planeter medfører.

Kort fortalt, selv når vi betragter interstellare missioner til de nærmeste stjernesystemer (f.eks. Alpha Centauri, som er 4,25 lysår væk) tid er den vigtigste begrænsende faktor. Ved at bruge eksisterende teknologi, en mission til et andet stjernesystem kan tage alt fra 1000 til 81, 000 år. På nuværende tidspunkt den eneste foreslåede metode til at nå en anden stjerne inden for en rimelig tidsramme er det rettede energilanceringssystem.

I denne tilgang lasere bruges til at accelerere et let sejl til relativistiske hastigheder (en brøkdel af lysets hastighed), et godt eksempel på dette er det foreslåede Breakthrough Starshot-koncept. Som en del af Breakthough Initiatives mål om at opnå interstellar rumflyvning, finde beboelige verdener (og muligvis intelligent liv), Starshot ville involvere et let sejl og nanofartøj, der accelereres af lasere til hastigheder på op til 60, 000 km/s (37, 282 mps) – eller 20 procent lysets hastighed.

Baseret på en tidligere undersøgelse udført af Gros (og en af ​​forskere fra Max Planck Institute for Solar System Research), et sådant system kunne også parres med et magnetsejl for at bremse det, når det nåede sin destination. Som Gros forklarede:

"Directed energy launch system leverer den energi et interstellart fartøj har brug for for at accelerere via koncentrerede laserstråler. Konventionelle raketter, på den anden side, behov for at bære og accelerere deres eget brændstof. Selvom det er svært at accelerere et interstellart fartøj, ved lanceringen, det er endnu meget mere krævende at bremse ved ankomsten. Et magnetfelt skabt af en strøm i en superleder behøver ikke energi til dets vedligeholdelse. Det vil afspejle de interstellare protoner, bremse sådan håndværket."

Alt dette gør fremdrift med styret energi særligt attraktivt, hvad angår missioner af Genesis-typen (og omvendt). Ud over at det tager langt mindre tid at nå et andet stjernesystem end en bemandet mission (dvs. et generationsskib, eller hvor passagerer er i kryogen suspension), målet om at introducere livet til verdener, der ellers ikke ville have det, ville gøre omkostningerne og rejsetiden umagen værd.

Gros peger også på det faktum, at tilstedeværelsen af ​​primordial ilt faktisk kan forhindre liv i at opstå på exoplaneter, der kredser om stjerner af M-typen (rød dværg). Normalt betragtes som et tegn på potentiel beboelighed (alias en biomarkør), nyere forskning har vist, at tilstedeværelsen af ​​atmosfærisk ilt ikke nødvendigvis viser vejen til livet.

Kort sagt, iltgas er nødvendig for eksistensen af ​​komplekst liv (som vi kender det), og dets tilstedeværelse i Jordens atmosfære er resultatet af fotosyntetiske organismer (såsom cyanobakterier og planter). Imidlertid, på planeter, der kredser om stjerner af M-typen, det kan være resultatet af kemisk adskillelse, hvor stråling fra moderstjernen har forvandlet planetens vand til brint (som slipper ud i rummet) og atmosfærisk ilt.

På samme tid, Gros peger på muligheden for, at primordial oxygen kan være en barriere for præbiotiske tilstande. Mens de betingelser, hvorunder livet opstod på Jorden, stadig ikke er helt forstået, det menes, at de første organismer dukkede op i "mikrostrukturerede kemo-fysiske reaktionsmiljøer drevet af en vedvarende energikilde" (såsom alkaliske hydrotermiske udluftninger).

Med andre ord, liv på Jorden menes at være opstået under forhold, der ville være giftige for de fleste livsformer i dag. Det var kun gennem en evolutionær proces, der tog milliarder af år, at komplekst liv (som afhænger af oxygengas for at overleve) kunne opstå. Andre faktorer, såsom en planets bane, dens geologiske historie, eller dens moderstjernes natur, kunne også bidrage til, at planeter er "forbigående beboelige".

Hvad dette betyder, i form af jordlignende ekstra-solplaneter, der kredser om stjerner af M-typen, er, at planetbeskyttelse ikke nødvendigvis ville gælde. Hvis der ikke er noget indfødt liv at beskytte, og chancerne for at det dukker op er ikke gode, så ville menneskeheden hjælpe livet med at opstå lokalt, og ikke hindre det. Som Gros forklarede:

"Mars var forbigående beboelig, at have cemente forhold tidligt, men ikke nu. Andre kan være beboelige i 2 eller 3 milliarder år, et tidsrum, der ikke ville være nok til, at planter og dyr kan udvikle sig oprindeligt. Hvis liv aldrig dukker op på en planet, det vil forblive sterilt for evigt, selvom det kunne understøtte livet. Ilt vil sandsynligvis forhindre liv i at dukke op i første omgang, er giftig for de kemiske reaktionscyklusser, der er forløberne for livet."

Det er et koncept, der er blevet udforsket en lang række i science fiction:en avanceret art planter livets frø på en anden planet, millioner af år går, og sansende livsresultater! Faktisk, der er dem, der tror, ​​at det var sådan, livet begyndte på Jorden – den antikke astronautteori (som er ren spekulation) – og ved at gøre dette selv på andre planeter, vi ville videreføre denne tradition med "styret panspermia."

Til sidst, formålet bag praksis med planetbeskyttelse er indlysende. Hvis liv dukkede op hinsides Jorden, så er det distinkt og fortjener en chance for at trives uden indblanding fra mennesker eller invasive jordorganismer. Det samme gælder for livet på Jorden, som kan blive forstyrret af fremmede organismer, der bringes tilbage ved prøve-retur eller udforskningsmissioner.

Men i tilfælde af, at jordiske planeter, der kredser om den mest almindelige stjerne i galaksen, ikke er et sandsynligt sted at finde liv (som nyere forskning tyder på), så kan det faktisk være en god idé at transportere terrestriske organismer til disse planeter. Hvis menneskeheden er alene i universet, så ville spredning af jordiske organismer på denne måde være i livets tjeneste.

Og hvis, selvom det er en fjern mulighed, livet på jorden er resultatet af rettet panspermia, så kunne man argumentere for, at menneskeheden har en pligt til at tilså kosmos med liv. Selvom udbetalingen ikke ville være øjeblikkelig, viden om, at vi giver livet et skud på verdener, hvor det ellers ikke ville eksistere, er uden tvivl en værdifuld investering.

Uvægerligt, spørgsmålene om udenjordisk liv og planetarisk udforskning er et kontroversielt spørgsmål, og en, som vi sandsynligvis ikke vil løse på det nærmeste. Én ting er dog sikker:mens vores bestræbelser på at udforske solsystemet og galaksen fortsætter, det er et problem, som vi ikke kan undgå.