При исследовании других планет и небесных тел миссии НАСА должны соблюдать практику, известную как «защита планет». Эта практика гласит, что при разработке миссии необходимо принять меры для предотвращения биологического загрязнения исследуемой планеты / тела и Земли (в случае миссий с возвратом образца).
Заглядывая в будущее, возникает вопрос о том, будет ли эта же практика распространена и на внезолнечные планеты. Если это так, то это вступит в противоречие с предложениями «посеять» другие миры с микробной жизнью, чтобы запустить эволюционный процесс. Для решения этой проблемы д-р Клавдий Грос из Института теоретической физики Университета им. Гёте недавно опубликовал статью, в которой рассматривается защита планет и обосновывается необходимость выполнения миссий типа «Бытие».
Документ, озаглавленный «Почему планетарная и экзопланетарная защита различаются: случай длительных миссий Genesis на пригодные для жизни, но стерильные кислородные планеты M-карликов», недавно появился в Интернете и должен быть опубликован журналом. Acta Astronautica, Как основатель Project Genesis, Гро решает этическую проблему посева внесолнечных планет и обсуждает, как и почему планетарная защита может не применяться в этих случаях.
Проще говоря, проект Genesis направлен на отправку космических аппаратов с генными фабриками или криогенными стручками, которые могут быть использованы для распространения микробной жизни на «временно обитаемых экзопланетах - то есть планетах, способных поддерживать жизнь, но вряд ли способных породить ее самостоятельно. Как Грос ранее объяснил Космическому Журналу:
«Цель проекта Genesis - предложить альтернативные эволюционные пути земной жизни на тех экзопланетах, которые потенциально обитаемы, но еще безжизненны. Если у вас были хорошие условия, простая жизнь может развиваться очень быстро, но сложной жизни будет трудно. По крайней мере, на Земле потребовалось очень много времени, чтобы появилась сложная жизнь. Кембрийский взрыв произошло только около 500 миллионов лет назад, примерно через 4 миллиарда лет после образования Земли. Если мы даем планетам возможность ускорить эволюцию, мы можем дать им возможность иметь свои собственные кембрийские взрывы ».
Следовательно, целью миссии типа Бытия было бы предложить внез Солнечным планетам эволюционный кратчайший путь, пропуская миллиарды лет, необходимых для развития основных форм жизни, и переходя непосредственно к точке, где сложные организмы начинают диверсифицироваться. Это было бы особенно полезно на планетах, где жизнь могла бы процветать, но не возникала сама по себе.
«В галактике много« недвижимости », планет, где жизнь может процветать, но, скорее всего, еще нет». Gros недавно поделился по электронной почте. «Миссия Genesis принесет на эти планеты развитые одноклеточные организмы (эукариоты)».
Обращаясь к вопросу о том, как такие миссии могут нарушать практику защиты планет, Грос предлагает в своей статье два контраргумента. Во-первых, он утверждает, что научный интерес является главной причиной защиты возможных форм жизни на телах Солнечной системы. Тем не менее, это рациональное становится недействительным из-за увеличенной продолжительности, что влечет за собой миссии на внесолнечные планеты
Проще говоря, даже когда мы рассматриваем межзвездные полеты к ближайшим звездным системам (например, Альфа Центавра, которая находится на расстоянии 4,25 световых года), время является ключевым ограничивающим фактором. Используя существующую технологию, полет к другой звездной системе может занять от 1000 до 81 000 лет. В настоящее время единственным предложенным способом достижения другой звезды в разумные сроки является система запуска направленной энергии.
При таком подходе лазеры используются для ускорения паруса света до релятивистских скоростей (доли скорости света), хорошим примером чего является предложенная концепция прорыва Старшот. В качестве части цели «Хотя инициативы Инициатив» по достижению межзвездного космического полета, поиску обитаемых миров (и, возможно, разумной жизни), «Звездный выстрел» будет включать в себя легкий парус и нанокрафт, ускоряемый лазерами до скоростей до 60 000 км / с (37 282 м / с) - или 20% скорость света.
Основываясь на предыдущем исследовании, проведенном Гросом (и одним из исследователей из Института исследований Солнечной системы Макса Планка), такая система также может быть спарена с магнитным парусом, чтобы замедлить его, когда он достигнет пункта назначения. Как объяснил Грос:
«Система направленного запуска энергии доставляет энергию, необходимую межзвездному кораблю для ускорения посредством концентрированных лазерных лучей. Обычные ракеты, с другой стороны, должны нести и разгонять собственное топливо. Несмотря на то, что межзвездное судно трудно ускорить, при запуске его еще более сложно замедлить при прибытии. Магнитное поле, создаваемое током в сверхпроводнике, не нуждается в энергии для его поддержания. Он будет отражать межзвездные протоны, замедляя такое ремесло ».
Все это делает движение направленной энергией особенно привлекательным для миссий типа Бытия (и наоборот). В дополнение к тому, что для достижения другой звездной системы требуется гораздо меньше времени, чем для миссии с экипажем (например, корабля поколения или где пассажиры находятся в криогенной подвеске), цель внедрения жизни в миры, в которых иначе ее не было бы, составила бы стоимость и путешествие время стоит.
Грос также указывает на тот факт, что присутствие первичного кислорода может фактически препятствовать появлению жизни на экзопланетах, которые вращаются вокруг звезд типа М (красный карлик). Обычно считается признаком потенциальной обитаемости (биомаркер), недавние исследования показали, что присутствие атмосферного кислорода не обязательно указывает путь к жизни.
Короче говоря, газообразный кислород необходим для существования сложной жизни (как мы ее знаем), и его присутствие в атмосфере Земли является результатом фотосинтезирующих организмов (таких как цианобактерии и растения). Однако на планетах, вращающихся вокруг звезд M-типа, это может быть результатом химической диссоциации, когда излучение родительской звезды превратило воду планеты в водород (который уходит в космос) и атмосферный кислород.
В то же время Грос указывает на возможность того, что первичный кислород может стать барьером для пребиотических состояний. Хотя условия, в которых возникла жизнь на Земле, до сих пор не совсем понятны, считается, что первые организмы появились в «микроструктурированных химико-физических реакционных средах, управляемых устойчивым источником энергии» (таких как щелочные гидротермальные жерла).
Другими словами, считается, что жизнь на Земле возникла в условиях, которые были бы токсичными для большинства форм жизни сегодня. Только через эволюционный процесс, который занимал миллиарды лет, могла возникнуть сложная жизнь (которая зависит от газообразного кислорода, чтобы выжить). Другие факторы, такие как орбита планеты, ее геологическая история или природа ее родительской звезды, также могут способствовать тому, что планеты «временно обитаемы».
Что это означает, с точки зрения земноподобных внесолнечных планет, которые вращаются вокруг звезд М-типа, так это то, что планетарная защита не обязательно будет применяться. Если нет коренной жизни, которую нужно защищать, и вероятность ее возникновения невелика, то человечество помогло бы жизни появиться на месте, а не помешало бы ей. Как объяснил Грос:
«Марс был временно обитаемым, и вначале у него были мягкие условия, но не сейчас. Другие могут быть обитаемыми в течение 2 или 3 миллиардов лет, промежутка времени, которого было бы недостаточно для развития растений и животных в корне. Если жизнь никогда не появится на планете, она останется бесплодной навсегда, даже если она сможет поддержать жизнь. Кислород, скорее всего, будет препятствовать появлению жизни, поскольку он токсичен для циклов химических реакций, которые являются предшественниками жизни ».
Это концепция, которая была исследована в научной фантастике: продвинутый вид сеет семена жизни на другой планете, проходят миллионы лет, и результаты разумной жизни! На самом деле, есть те, кто считает, что именно так и началась жизнь на Земле - теория Древних Астронавтов (которая является чистой спекуляцией) - и, делая это самостоятельно на других планетах, мы будем продолжать эту традицию «направленной панспермии».
В конце концов, цель практики защиты планет очевидна. Если жизнь возникла за пределами Земли, то она отличается и заслуживает шанса на процветание без вмешательства людей или агрессивных земных организмов. То же самое относится и к жизни на Земле, которая может быть нарушена инопланетными организмами, возвращенными в результате возвращения образцов или исследовательских миссий.
Но если планеты земного шара, вращающиеся вокруг самой распространенной звезды в галактике, вряд ли найдут место для жизни (как показывают недавние исследования), то транспортировка земных организмов на эти планеты может быть хорошей идеей. Если человечество одиноко во Вселенной, то распространение земных организмов таким образом будет на службе жизни.
И если, хотя это и является надуманной возможностью, жизнь на Земле является результатом направленной панспермии, то можно утверждать, что человечество обязано заселить космос жизнью. Хотя окупаемость не будет немедленной, знание того, что мы даем жизнь в мирах, где ее иначе не могло бы существовать, является, возможно, выгодным вложением.
Проблемы внеземной жизни и исследования планет неизменно являются спорными, и мы вряд ли решим их в ближайшее время. Одно можно сказать наверняка: поскольку наши усилия по исследованию Солнечной системы и галактики продолжаются, это проблема, которую мы не можем избежать.
