Bij het verkennen van andere planeten en hemellichamen, NASA-missies moeten zich houden aan de praktijk die bekend staat als 'planetaire bescherming'. Deze praktijk stelt dat tijdens het ontwerpen van een missie maatregelen moeten worden genomen om biologische besmetting van zowel de planeet/het lichaam dat wordt onderzocht als de aarde (in het geval van monsterretourmissies) te voorkomen.

Kijkend naar de toekomst, het is de vraag of deze zelfde praktijk al dan niet zal worden uitgebreid tot planeten buiten ons zonnestelsel. Als, het zou in strijd zijn met voorstellen om andere werelden te "bezaaien" met microbieel leven om het evolutionaire proces op gang te brengen. Dit behandelen, Dr. Claudius Gros van het Instituut voor Theoretische Fysica van de Goethe Universiteit heeft onlangs een paper gepubliceerd waarin wordt gekeken naar planetaire bescherming en pleit voor "Genesis-type" missies.

De krant, getiteld "Waarom planetaire en exoplanetaire bescherming verschillen:het geval van langdurige Genesis-missies naar bewoonbare maar steriele M-dwergzuurstofplaneten, " verscheen onlangs online en staat op het punt om gepubliceerd te worden door het tijdschrift Acta Astronautica . Als oprichter van Project Genesis, Gros gaat in op de ethische kwestie van het zaaien van planeten buiten het zonnestelsel en betoogt hoe en waarom planetaire bescherming in deze gevallen mogelijk niet van toepassing is.

Simpel gezegd, het Genesis-project is gericht op het sturen van ruimtevaartuigen met genfabrieken of cryogene pods die kunnen worden gebruikt om microbieel leven te verspreiden naar "tijdelijk bewoonbare exoplaneten - d.w.z. planeten die leven kunnen ondersteunen, maar zullen er waarschijnlijk niet zelf toe leiden. Zoals Gros eerder aan Universe Today heeft uitgelegd:

"Het doel van het Genesis-project is om alternatieve evolutionaire paden voor het aardse leven aan te bieden op die exoplaneten die potentieel bewoonbaar maar toch levenloos zijn... Als je goede omstandigheden had, het eenvoudige leven kan zich heel snel ontwikkelen, maar het complexe leven zal het moeilijk hebben. Op aarde tenminste het duurde erg lang voordat het complexe leven arriveerde. De Cambrische explosie vond pas ongeveer 500 miljoen jaar geleden plaats, ongeveer 4 miljard jaar nadat de aarde werd gevormd. Als we planeten de kans geven om de evolutie vooruit te spoelen, we kunnen ze de kans geven om hun eigen Cambrische explosies te hebben."

Het doel van een Genesis-achtige missie zou daarom zijn om planeten buiten het zonnestelsel een evolutionaire kortere weg te bieden, het overslaan van de miljarden jaren die nodig zijn om de basislevensvormen te laten evolueren en rechtstreeks naar het punt te gaan waar complexe organismen beginnen te diversifiëren. Dit zou vooral nuttig zijn op planeten waar leven zou kunnen gedijen, maar niet vanzelf ontstaan.

"Er is genoeg 'vastgoed' in de melkweg, planeten waar leven zou kunnen gedijen, maar hoogstwaarschijnlijk nog niet." Gros deelde onlangs via e-mail:"Een Genesis-missie zou geavanceerde eencellige organismen (eukaryoten) naar deze planeten brengen."

De kwestie aanpakken van hoe dergelijke missies de praktijk van planetaire bescherming zouden kunnen schenden, Gros biedt twee tegenargumenten in zijn paper. Eerst, hij stelt dat wetenschappelijke interesse de belangrijkste reden is om mogelijke levensvormen op zonnestelsellichamen te beschermen. Echter, dit rationele wordt ongeldig vanwege de langere duur die missies naar extrasolaire planeten met zich meebrengen.

Simpel gezegd, zelfs als we interstellaire missies naar de dichtstbijzijnde sterrenstelsels overwegen (bijv. Alpha Centauri, dat is 4,25 lichtjaar verwijderd) tijd is de belangrijkste beperkende factor. Met behulp van bestaande technologie, een missie naar een ander sterrenstelsel kan van 1000 tot 81 duren, 000 jaar. Momenteel, de enige voorgestelde methode om binnen een redelijk tijdsbestek een andere ster te bereiken, is het gerichte energielanceringssysteem.

Bij deze benadering lasers worden gebruikt om een ​​lichtzeil te versnellen tot relativistische snelheden (een fractie van de lichtsnelheid), een goed voorbeeld hiervan is het voorgestelde Breakthrough Starshot-concept. Als onderdeel van het doel van Breakthrough Initiative om interstellaire ruimtevluchten te realiseren, bewoonbare werelden vinden (en mogelijk intelligent leven), Starshot zou inhouden dat een licht zeil en nanocraft door lasers worden versneld tot snelheden tot 60, 000 km/s (37, 282 mps) – of 20 procent van de lichtsnelheid.

Gebaseerd op een eerdere studie uitgevoerd door Gros (en een door onderzoekers van het Max Planck Institute for solar system Research), zo'n systeem kan ook worden gecombineerd met een magnetisch zeil om het te vertragen als het zijn bestemming bereikt. Zoals Gros uitlegde:

"Gericht energielanceringssysteem levert de energie die een interstellair vaartuig nodig heeft om te versnellen via geconcentreerde laserstralen. Conventionele raketten, anderzijds, nodig hebben om hun eigen brandstof te vervoeren en te versnellen. Ook al is het moeilijk om een ​​interstellair vaartuig te versnellen, bij de lancering, het is zelfs veel veeleisender om te vertragen bij aankomst. Een magnetisch veld gecreëerd door een stroom in een supergeleider heeft geen energie nodig voor zijn onderhoud. Het zal de interstellaire protonen weerspiegelen, het vertragen van zo'n vaartuig."

Dit alles maakt voortstuwing met gerichte energie vooral aantrekkelijk voor missies van het Genesis-type (en vice versa). Behalve dat het veel minder tijd kost om een ​​ander sterrenstelsel te bereiken dan een bemande missie (d.w.z. een generatieschip, of waar passagiers in cryogene ophanging zijn), het doel om leven te introduceren in werelden die het anders niet zouden hebben, zou de kosten en reistijd de moeite waard maken.

Gros wijst ook op het feit dat de aanwezigheid van oerzuurstof daadwerkelijk kan voorkomen dat er leven ontstaat op exoplaneten die om M-type (rode dwerg) sterren draaien. Gewoonlijk beschouwd als een teken van potentiële bewoonbaarheid (ook bekend als een biomarker), recent onderzoek heeft aangetoond dat de aanwezigheid van zuurstof in de lucht niet noodzakelijk de weg naar leven wijst.

Kortom, zuurstofgas is nodig voor het bestaan ​​van complex leven (zoals wij dat kennen) en zijn aanwezigheid in de atmosfeer van de aarde is het resultaat van fotosynthetische organismen (zoals cyanobacteriën en planten). Echter, op planeten rond M-type sterren, het kan het resultaat zijn van chemische disassociatie, waar straling van de moederster het water van de planeet heeft veranderd in waterstof (dat ontsnapt in de ruimte) en atmosferische zuurstof.

Tegelijkertijd, Gros wijst op de mogelijkheid dat primordiale zuurstof een barrière zou kunnen zijn voor prebiotische omstandigheden. Hoewel de omstandigheden waaronder het leven op aarde is ontstaan ​​nog steeds niet helemaal worden begrepen, er wordt aangenomen dat de eerste organismen ontstonden in "microgestructureerde chemo-fysische reactie-omgevingen aangedreven door een duurzame energiebron" (zoals alkalische hydrothermale ventilatieopeningen).

Met andere woorden, het leven op aarde wordt verondersteld te zijn ontstaan ​​in omstandigheden die tegenwoordig giftig zouden zijn voor de meeste levensvormen. Alleen door een evolutionair proces dat miljarden jaren duurde, kon er een complex leven ontstaan ​​(dat afhankelijk is van zuurstofgas om te overleven). Andere factoren, zoals de baan van een planeet, zijn geologische geschiedenis, of die aard van zijn moederster, zou er ook aan kunnen bijdragen dat planeten "voorbijgaand bewoonbaar" zijn.

Wat dit betekent, in termen van aardachtige extra-solaire planeten die om M-type sterren draaien, is dat planetaire bescherming niet noodzakelijk van toepassing is. Als er geen inheems leven is om te beschermen, en de kans dat het opkomt is niet goed, dan zou de mensheid het leven lokaal helpen ontstaan, en het niet hinderen. Zoals Gros uitlegde:

"Mars was tijdelijk bewoonbaar, al vroeg milde omstandigheden hebben, maar niet nu. Anderen kunnen 2 of 3 miljard jaar bewoonbaar zijn, een tijdspanne die niet lang genoeg zou zijn voor planten en dieren om inheems te evolueren. Als er nooit leven op een planeet ontstaat, het zal voor altijd steriel blijven, zelfs als het het leven zou kunnen ondersteunen. Zuurstof zal waarschijnlijk in de eerste plaats het leven dat opkomt, in de weg staan, giftig zijn voor de chemische reactiecycli die de voorlopers van het leven zijn."

Het is een concept dat uitgebreid is onderzocht in sciencefiction:een geavanceerde soort plant de zaden van het leven op een andere planeet, miljoenen jaren gaan voorbij, en bewuste levensresultaten! In feite, er zijn mensen die geloven dat dit is hoe het leven op aarde begon - de theorie van de oude astronauten (wat pure speculatie is) - en door dit zelf te doen op andere planeten, we zouden deze traditie van 'gerichte panspermia' voortzetten.

Uiteindelijk, het doel achter de praktijk van planetaire bescherming is duidelijk. Als het leven buiten de aarde zou ontstaan, dan is het onderscheidend en verdient het een kans om te gedijen zonder tussenkomst van mensen of invasieve aardse organismen. Hetzelfde geldt voor het leven op aarde, die kunnen worden verstoord door buitenaardse organismen die worden teruggebracht door monsterteruggave of verkenningsmissies.

Maar in het geval dat terrestrische planeten die rond de meest voorkomende ster in de melkweg draaien waarschijnlijk geen plaats zijn om leven te vinden (zoals recent onderzoek suggereert), dan is het misschien een goed idee om terrestrische organismen naar deze planeten te transporteren. Als de mensheid alleen is in het universum, dan zou het verspreiden van terrestrische organismen op deze manier in dienst staan ​​van het leven.

En als, al is het een vergezochte mogelijkheid, leven op aarde is het resultaat van gerichte panspermie, dan zou men kunnen stellen dat de mensheid de plicht heeft om de kosmos met leven te zaaien. Hoewel de uitbetaling niet onmiddellijk zou zijn, de wetenschap dat we het leven een kans geven op werelden waar het anders misschien niet zou bestaan, is aantoonbaar een waardevolle investering.

steevast, de kwestie van buitenaards leven en planetaire verkenning is controversieel, en een die we waarschijnlijk niet snel zullen oplossen. Eén ding is echter zeker:terwijl onze inspanningen om het zonnestelsel en de melkweg te verkennen doorgaan, het is een probleem dat we niet kunnen vermijden.