Podczas eksploracji innych planet i ciał niebieskich misje NASA muszą przestrzegać praktyki znanej jako „ochrona planet”. Praktyka ta stwierdza, że należy podjąć środki podczas projektowania misji, aby zapobiec biologicznemu zanieczyszczeniu zarówno planety / ciała badanego, jak i Ziemi (w przypadku misji zwrotu próbki).
Patrząc w przyszłość, pojawia się pytanie, czy ta sama praktyka zostanie rozszerzona na planety pozasłoneczne. Jeśli tak, byłoby sprzeczne z propozycjami „zaszczepienia” innych światów mikrobiologicznym życiem w celu rozpoczęcia procesu ewolucyjnego. Aby temu zaradzić, dr Claudius Gros z Instytutu Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Goethego niedawno opublikował artykuł, który zajmuje się ochroną planet i uzasadnia misje typu „Rodzaju”.
Artykuł zatytułowany „Dlaczego ochrona planet i egzoplanetety się różni: przypadek długotrwałych misji Genesis na nadających się do zamieszkania, ale sterylnych planetach tlenowych karłowatych M”, niedawno ukazał się w Internecie i ma zostać opublikowany przez czasopismo Acta Astronautica. Jako założyciel Projektu Genesis, Gros zajmuje się etycznym problemem wysiewu planet pozasłonecznych i zastanawia się, jak i dlaczego ochrona planet może nie mieć zastosowania w takich przypadkach.
Mówiąc prościej, projekt Genesis ma na celu wysłanie statku kosmicznego z fabrykami genów lub kriogenicznych strąków, które mogłyby zostać wykorzystane do dystrybucji życia drobnoustrojów na „przejściowo zamieszkałych egzoplanetach - tj. Planetach zdolnych do podtrzymywania życia, ale nie mogących samodzielnie powstać. Jak Gros wcześniej wyjaśnił Space Magazine:
„Celem projektu Genesis jest zaoferowanie alternatywnym ścieżkom ewolucyjnym życia ziemskiego na tych egzoplanetach, które są potencjalnie nadające się do zamieszkania, ale jednak pozbawione życia… Jeśli masz dobre warunki, proste życie może rozwijać się bardzo szybko, ale życie złożone będzie trudne. Przynajmniej na Ziemi minęło bardzo dużo czasu, zanim przybyło złożone życie. The Wybuch kambryjski wydarzyło się to zaledwie około 500 milionów lat temu, około 4 miliardy lat po powstaniu Ziemi. Jeśli damy planetom możliwość przyspieszenia ewolucji, możemy dać im szansę na własne eksplozje kambryjskie. ”
Celem misji typu Genesis byłoby zatem zaoferowanie planetom pozasłonecznym skrótu ewolucyjnego, pomijając miliardy lat niezbędne do ewolucji podstawowych form życia i przechodząc bezpośrednio do punktu, w którym złożone organizmy zaczynają się dywersyfikować. Byłoby to szczególnie pomocne na planetach, na których życie mogłoby się rozwijać, ale nie powstawać samo z siebie.
„W galaktyce jest mnóstwo„ nieruchomości ”, planet, na których życie może prosperować, ale najprawdopodobniej jeszcze nie ma.” Gros ostatnio udostępnione przez e-mail. „Misja Genesis sprowadziłaby na te planety zaawansowane organizmy jednokomórkowe (eukarioty)”.
Odnosząc się do problemu, w jaki sposób takie misje mogą naruszać praktykę ochrony planet, Gros przedstawia w swojej pracy dwa kontrargumenty. Po pierwsze, twierdzi on, że zainteresowanie naukowe jest głównym powodem ochrony możliwych form życia na ciałach Układu Słonecznego. Jednak racjonalność ta staje się nieważna z powodu przedłużonego czasu trwania misji na planety pozasłoneczne.
Mówiąc najprościej, nawet jeśli weźmiemy pod uwagę misje międzygwiezdne do najbliższych układów gwiezdnych (np. Alfa Centauri, który znajduje się w odległości 4,25 lat świetlnych), czas jest kluczowym czynnikiem ograniczającym. Wykorzystując istniejącą technologię, misja do innego układu gwiezdnego może trwać od 1000 do 81 000 lat. Obecnie jedyną proponowaną metodą dotarcia do innej gwiazdy w rozsądnych ramach czasowych jest ukierunkowany system uruchamiania energii.
W tym podejściu stosuje się lasery do przyspieszania lekkiego żagla do prędkości relatywistycznych (ułamek prędkości światła), czego dobrym przykładem jest proponowana koncepcja przełomu Starshot. W ramach celu Breaklict Inicjatywy, jakim jest osiągnięcie lotów międzygwiezdnych, znalezienie światów nadających się do zamieszkania (i być może inteligentnego życia), Starshot wymagałby przyspieszenia lekkiego żagla i nanokraftu za pomocą laserów do prędkości do 60 000 km / s (37 282 m / s) - lub 20% prędkość światła.
Na podstawie wcześniejszych badań przeprowadzonych przez Grosa (i jednego przez naukowców z Instytutu Badań nad Układem Słonecznym Maxa Plancka), taki system można również sparować z żaglem magnetycznym, aby spowolnić go, gdy dotrze do celu. Jak wyjaśnił Gros:
„System ukierunkowanego uruchamiania energii dostarcza energię, którą statek międzygwiezdny potrzebuje do przyspieszenia za pomocą skoncentrowanych wiązek laserowych. Z drugiej strony konwencjonalne rakiety muszą przenosić i przyspieszać własne paliwo. Mimo że przyspieszenie międzygwiezdnej jednostki jest trudne, w chwili startu spowolnienie przy przybyciu jest jeszcze bardziej wymagające. Pole magnetyczne wytwarzane przez prąd w nadprzewodniku nie potrzebuje energii do jego utrzymania. Odzwierciedla protony międzygwiezdne, spowalniając taki statek.
Wszystko to sprawia, że napęd energii ukierunkowanej jest szczególnie atrakcyjny, jeśli chodzi o misje typu Genesis (i odwrotnie). Oprócz tego, że dotarcie do innego układu gwiezdnego zajmuje znacznie mniej czasu niż misja z załogą (tj. Statek generacji lub tam, gdzie pasażerowie są zawieszeni kriogenicznie), celem wprowadzenia życia do światów, które inaczej by tego nie zrobiły, byłby koszt i podróż czas wart.
Gros wskazuje również na fakt, że obecność pierwotnego tlenu może faktycznie uniemożliwić pojawienie się życia na egzoplanetach krążących wokół gwiazd typu M (czerwony karzeł). Ostatnie badania zwykle uważane za oznakę potencjalnego zamieszkiwania (inaczej biomarker), wykazały, że obecność tlenu atmosferycznego niekoniecznie wskazuje drogę do życia.
Krótko mówiąc, gaz tlenowy jest niezbędny do istnienia złożonego życia (jak go znamy), a jego obecność w atmosferze ziemskiej jest wynikiem organizmów fotosyntetycznych (takich jak sinice i rośliny). Jednak na planetach krążących wokół gwiazd typu M może to być wynikiem chemicznego dysocjacji, gdzie promieniowanie z gwiazdy macierzystej zamieniło wodę planety w wodór (który ucieka w przestrzeń kosmiczną) i tlen atmosferyczny.
Jednocześnie Gros wskazuje na możliwość, że pierwotny tlen może stanowić barierę dla warunków prebiotycznych. Chociaż warunki, w których życie pojawiło się na Ziemi, nie są jeszcze w pełni zrozumiałe, uważa się, że pierwsze organizmy pojawiły się w „mikrostrukturalnych środowiskach reakcji chemiczno-fizycznej napędzanych trwałym źródłem energii” (takich jak alkaliczne otwory hydrotermalne).
Innymi słowy, uważa się, że życie na Ziemi powstało w warunkach, które byłyby toksyczne dla większości dzisiejszych form życia. Tylko dzięki procesowi ewolucyjnemu, który trwał miliardy lat, mogło powstać złożone życie (które zależy od przetrwania tlenu). Inne czynniki, takie jak orbita planety, jej historia geologiczna lub natura gwiazdy macierzystej, mogą również przyczynić się do „przejściowego zamieszkiwania planet”.
Oznacza to, że w kontekście planet pozasłonecznych podobnych do Ziemi, krążących wokół gwiazd typu M, ochrona planetarna niekoniecznie miałaby zastosowanie. Jeśli nie ma miejscowego życia do ochrony, a szanse na jego powstanie nie są dobre, wówczas ludzkość pomógłaby życiu wyłonić się lokalnie, nie przeszkadzając mu. Jak wyjaśnił Gros:
„Mars był przejściowo nadający się do zamieszkania, wcześnie, ale nie teraz. Inne mogą nadawać się do zamieszkania przez 2 lub 3 miliardy lat, co nie wystarczyłoby, aby rośliny i zwierzęta ewoluowały lokalnie. Jeśli życie nigdy nie pojawi się na planecie, pozostanie sterylne na zawsze, nawet jeśli mogłoby podtrzymywać życie. Tlen najprawdopodobniej zapobiegnie pojawianiu się życia, będąc toksycznym dla cykli reakcji chemicznych, które są prekursorami życia. ”
Jest to koncepcja, która była badana przez długi czas w science fiction: zaawansowany gatunek zasadza nasiona życia na innej planecie, minęły miliony lat i czujące wyniki życia! W rzeczywistości są tacy, którzy wierzą, że tak właśnie zaczęło się życie na Ziemi - teoria starożytnych astronautów (która jest czystą spekulacją) - i robiąc to sami na innych planetach, kontynuowalibyśmy tradycję „ukierunkowanej panspermii”.
Ostatecznie cel praktyki ochrony planet jest oczywisty. Jeśli życie wyłoniło się poza Ziemię, jest odrębne i zasługuje na szansę na rozwój bez ingerencji ludzi lub inwazyjnych organizmów ziemskich. To samo dotyczy życia na Ziemi, które może zostać zakłócone przez organizmy obce sprowadzone z powrotem przez próbki lub misje badawcze.
Ale w przypadku, gdy planety ziemskie krążące wokół najczęstszej gwiazdy w galaktyce prawdopodobnie nie znajdą miejsca do życia (jak sugerują ostatnie badania), wówczas transportowanie organizmów lądowych na te planety może być dobrym pomysłem. Jeśli ludzkość jest sama we Wszechświecie, wówczas rozprzestrzenianie się organizmów lądowych w ten sposób służyłoby życiu.
A jeśli choć jest to dalekosiężna możliwość, życie na Ziemi jest wynikiem ukierunkowanej panspermii, to można argumentować, że ludzkość ma obowiązek zaszczepić kosmos życiem. Chociaż wypłata nie byłaby natychmiastowa, wiedza, że dajemy szansę na życie w światach, w których inaczej by nie istniała, jest prawdopodobnie opłacalną inwestycją.
Niezmiennie kwestie życia pozaziemskiego i eksploracji planet są kontrowersyjne i prawdopodobnie nie rozwiążemy ich w najbliższym czasie. Jedno jest jednak pewne: gdy nasze wysiłki w celu zbadania Układu Słonecznego i galaktyki trwają, jest to problem, którego nie możemy uniknąć.
