Vid utforskning av andra planeter och himmelkroppar måste NASA-uppdrag följa den praxis som kallas ”planetarisk skydd”. Denna praxis säger att åtgärder måste vidtas under utformningen av ett uppdrag för att säkerställa att biologisk förorening av både planeten / kroppen som utforskas och Jorden (i fallet med återvändande uppdrag) förhindras.
Med tanke på framtiden är det frågan huruvida samma praxis kommer att utvidgas till utom solplaneter. Om så är fallet skulle det strida mot förslag om att "utsäda" andra världar med mikrobiellt liv för att starta utvecklingsprocessen. För att ta itu med detta publicerade Dr. Claudius Gros från Goethes universitets institut för teoretisk fysik ett papper som tittar på planetskyddet och gör fallet för uppdrag av "Genesis-typ".
Uppsatsen, med titeln ”Varför planetariska och exoplanetära skydd skiljer sig: Fallet med Genesis-uppdrag med lång varaktighet till beboeliga men sterila M-dvärgsyreplaneter”, nyligen dykt upp på nätet och kommer att publiceras av tidskriften Acta Astronautica. Som grundare av projektgenesis tar Gros upp den etiska frågan om utsäde av extrasolära planeter och argumenterar hur och varför planetarisk skydd kanske inte gäller i dessa fall.
Enkelt uttryckt syftar Genesis-projektet till att skicka rymdfarkoster med genfabriker eller kryogena skida kan användas för att distribuera mikrobiellt liv till ”kortvarigt bebodda exoplaneter - dvs planeter som kan stödja livet, men inte troligtvis kommer att ge upphov till det på egen hand. Som Gros tidigare förklarade för Space Magazine:
”Syftet med Genesis-projektet är att erbjuda alternativa evolutionsvägar på markbundna liv på de exoplaneter som är potentiellt beboeliga men ändå livlösa ... Om du hade goda förhållanden kan det enkla livet utvecklas mycket snabbt, men det komplexa livet kommer att ha svårt. Åtminstone på jorden tog det mycket lång tid för det komplexa livet att komma fram. De Kambriska explosionen bara hände för cirka 500 miljoner år sedan, ungefär 4 miljarder år efter att Jorden bildades. Om vi ger planeter möjlighet att snabbt utveckla framåtriktat, kan vi ge dem chansen att ha sina egna kambriska explosioner. ”
Syftet med ett uppdrag av typen Genesis skulle därför vara att erbjuda extra-solplaneter en evolutionär genväg, hoppa över de miljarder år som är nödvändiga för att de grundläggande livsformerna ska utvecklas och röra sig direkt till den punkt där komplexa organismer börjar diversifieras. Detta skulle vara särskilt användbart på planeter där livet skulle kunna frodas, men inte dyka upp på egen hand.
"Det finns gott om" fastigheter "ute i galaxen, planeter där livet skulle kunna frodas, men det är förmodligen ännu inte." Gros delade nyligen via e-post. "Ett Genesis-uppdrag skulle föra avancerade unicellulära organismer (eukaryoter) till dessa planeter."
Gros tar upp frågan om hur sådana uppdrag kan kränka praktiken med planetskydd och erbjuder två motargument i sitt papper. För det första hävdar han att vetenskapligt intresse är det främsta skälet till att skydda möjliga livsformer på solsystemets kroppar. Denna rationation blir emellertid ogiltig på grund av den utdragna varaktigheten som uppdrag till extrasolära planeter innebär.
Enkelt uttryckt, även när vi överväger interstellära uppdrag till de närmaste stjärnsystemen (ex. Alpha Centauri, som ligger 4,25 ljusår bort) är tid den viktigaste begränsande faktorn. Genom att använda befintlig teknologi kan ett uppdrag till ett annat stjärnsystem ta allt från 1000 till 81 000 år. För närvarande är den enda föreslagna metoden för att nå en annan stjärna inom en rimlig tidsram det riktade energilanseringssystemet.
I detta tillvägagångssätt används lasrar för att påskynda ett lätt segel till relativistiska hastigheter (en bråkdel av ljusets hastighet), ett bra exempel på detta är det föreslagna Breakthrough Starshot-konceptet. Som en del av Breakn't Initiatives-målet att uppnå interstellär rymdflukt, hitta bebobara världar (och möjligen intelligent liv) skulle Starshot innebära att ett lätt segel och nanokraft accelereras av lasrar med hastigheter upp till 60 000 km / s (37 282 mps) - eller 20% ljusets hastighet.
Baserat på en tidigare studie utförd av Gros (och en av forskare från Max Planck Institute for Solar System Research), kunde ett sådant system också kopplas ihop med ett magnetiskt segel för att bromsa det när det nådde sin destination. Som Gros förklarade:
”Riktat energilanseringssystem levererar den energi som ett interstellärt farkost behöver för att accelerera via koncentrerade laserstrålar. Konventionella raketer, å andra sidan, måste bära och påskynda sitt eget bränsle. Även om det är svårt att påskynda ett interstellärt farkost, vid lansering, är det ännu mycket mer krävande att bromsa vid ankomst. Ett magnetfält skapat av en ström i en superledare behöver inte energi för underhållet. Det kommer att återspegla de interstellära protonerna och bromsa sådant hantverk. "
Allt detta gör framdrivning av riktad energi särskilt attraktiv när det gäller uppdrag av Genesis-typ (och vice versa). Förutom att ta mycket mindre tid att nå ett annat stjärnsystem än ett besättningsuppdrag (dvs. ett generationsfartyg, eller där passagerare befinner sig i kryogen upphängning), skulle målet att införa liv för världar som annars inte skulle ha det göra kostnaderna och resan tid värt.
Gros pekar också på det faktum att förekomsten av primärt syre faktiskt kan förhindra liv från att dyka upp på exoplaneter som kretsar kring M-typen (röd dvärg) stjärnor. Vanligtvis betraktas som ett tecken på potentiellt bebjudningsförmåga (även biomarkör), har nyligen visat att närvaron av atmosfäriskt syre inte nödvändigtvis pekar vägen till livet.
Kort sagt, syregas är nödvändig för att det finns ett komplext liv (som vi känner det) och dess närvaro i jordens atmosfär är resultatet av fotosyntetiska organismer (som cyanobakterier och växter). Men på planeter som kretsar runt stjärnor av M-typ kan det vara resultatet av kemisk disassociation, där strålning från moderstjärnan har förvandlat planetens vatten till väte (som flyr ut i rymden) och atmosfäriskt syre.
Samtidigt pekar Gros på möjligheten att primordialt syre kan vara en barriär mot prebiotiska förhållanden. Medan de förhållanden under vilka liv uppstod på jorden fortfarande inte helt förstås, antas det att de första organismerna uppstod i "mikrostrukturerade kemofysiska reaktionsmiljöer drivna av en långvarig energikälla" (till exempel alkaliska hydrotermiska ventiler).
Med andra ord tros livet på jorden ha uppstått under förhållanden som skulle vara giftiga för de flesta livsformer idag. Det var bara genom en evolutionär process som tog miljarder år att komplexa liv (som beror på syrgas för att överleva) kunde dyka upp. Andra faktorer, till exempel en planets omloppsbana, dess geologiska historia eller dess moderstjärns natur, kan också bidra till att planeterna är "kortvarigt bebodda".
Vad detta betyder, i termer av jordliknande extra-solplaneter som kretsar runt stjärnor av M-typen, är att planetskydd inte nödvändigtvis skulle gälla. Om det inte finns något ursprungsliv att skydda, och oddsen för att det kommer inte är bra, skulle mänskligheten hjälpa livet att dyka upp lokalt och inte hindra det. Som Gros förklarade:
”Mars var kortvarigt beboelig och hade tidigt klimatförhållanden, men inte nu. Andra kan vara bebodda i två eller tre miljarder år, en tidsperiod som inte skulle räcka för att växter och djur ska utvecklas inhemskt. Om livet aldrig dyker upp på en planet, kommer det att förbli sterilt för alltid, även om det kan stödja livet. Syre kommer förmodligen att förhindra liv som uppstår i första hand och är giftigt för de kemiska reaktionscyklerna som är föregångarna till livet. ”
Det är ett koncept som har utforskats långt inom science fiction: en avancerad art planterar livets frön på en annan planet, miljoner år går och levande liv blir resultat! I själva verket finns det de som tror att detta är hur livet började på jorden - Ancient Astronauts-teorin (som är ren spekulation) - och genom att göra detta själva på andra planeter skulle vi fortsätta denna tradition av "riktad panspermia".
I slutändan är syftet bakom praktiken av planetskydd uppenbart. Om livet växte bortom jorden, är det distinkt och förtjänar en chans att trivas utan störningar från människor eller invasiva jordorganismer. Detsamma gäller för livet på jorden, som kan störas av främmande organismer som återförs genom prov-återvändande eller utforskande uppdrag.
Men i händelse av att markplaneter som kretsar runt den vanligaste stjärnan i galaxen inte är troliga att hitta liv (som ny forskning tyder på), kan transportera markorganismer till dessa planeter faktiskt vara en bra idé. Om mänskligheten är ensam i universum, skulle spridning av markorganismer på detta sätt vara i livets tjänst.
Och om livet på jorden är resultatet av riktad panspermia, även om det är en överlägsen möjlighet, kan man hävda att mänskligheten har en skyldighet att fröa kosmos med livet. Även om utbetalningen inte skulle vara omedelbar, är kännedomen om att vi ger livet ett skott på världar där det annars inte kan existera en tveksamt investering.
Ofta är frågorna om utomjordiskt liv och planetutforskning kontroversiella och som vi troligtvis inte kommer att lösa när som helst snart. En sak är dock säker: när våra ansträngningar att utforska solsystemet och galaxen fortsätter är det en fråga som vi inte kan undvika.
