När man utforskar andra planeter och himlakroppar, NASA-uppdrag måste följa den praxis som kallas "planetskydd". Denna praxis anger att åtgärder måste vidtas under utformningen av ett uppdrag för att säkerställa att biologisk kontaminering av både planeten/kroppen som utforskas och jorden (i fallet med provåtervändande uppdrag) förhindras.

Med blicken mot framtiden, det är frågan om huruvida samma praxis kommer att utvidgas till extrasolära planeter. Om så är fallet, det skulle komma i konflikt med förslag att "så" andra världar med mikrobiellt liv för att kickstarta den evolutionära processen. För att ta itu med detta, Dr. Claudius Gros från Goethe-universitetets institut för teoretisk fysik publicerade nyligen en artikel som tittar på planetskydd och talar om uppdrag av "Genesis-typ".

Pappret, med titeln "Varför planetariskt och exoplanetärt skydd skiljer sig:fallet med långvariga Genesis-uppdrag till beboeliga men sterila M-dvärgsyreplaneter, " nyligen dök upp online och kommer att publiceras av tidskriften Acta Astronautica . Som grundare av Project Genesis, Gros tar upp den etiska frågan om sådd av extrasolära planeter och argumenterar hur och varför planetskydd kanske inte gäller i dessa fall.

Enkelt uttryckt, Genesis-projektet syftar till att skicka rymdfarkoster med genfabriker eller kryogena baljor som kan användas för att distribuera mikrobiellt liv till "övergående beboeliga exoplaneter - dvs planeter som kan bära liv, men kommer sannolikt inte att ge upphov till det på egen hand. Som Gros tidigare förklarat för Universe Today:

"Syftet med Genesis-projektet är att erbjuda jordlevande alternativa evolutionära vägar på de exoplaneter som är potentiellt beboeliga men ändå livlösa... Om du hade bra förutsättningar, det enkla livet kan utvecklas väldigt snabbt, men det komplicerade livet kommer att ha svårt. Åtminstone på jorden, det tog väldigt lång tid för ett komplext liv att komma fram. Den kambriska explosionen inträffade bara för cirka 500 miljoner år sedan, ungefär 4 miljarder år efter att jorden bildades. Om vi ​​ger planeterna möjligheten att snabba framåt evolutionen, vi kan ge dem chansen att ha sina egna kambriska explosioner."

Syftet med ett uppdrag av Genesis-typ skulle därför vara att erbjuda extrasolplaneter en evolutionär genväg, hoppa över de miljarder år som krävs för att de grundläggande livsformerna ska utvecklas och flytta direkt till den punkt där komplexa organismer börjar diversifiera sig. Detta skulle vara särskilt användbart på planeter där liv kan frodas, men kommer inte fram av sig självt.

"Det finns gott om "fastigheter" ute i galaxen, planeter där liv kunde frodas, men det är förmodligen inte det än." Delade Gros nyligen via e-post. "Ett Genesis-uppdrag skulle föra avancerade encelliga organismer (eukaryoter) till dessa planeter."

Att ta upp frågan om hur sådana uppdrag skulle kunna bryta mot praxis för planetskydd, Gros ger två motargument i sin tidning. Först, han hävdar att vetenskapligt intresse är huvudskälet till att skydda möjliga livsformer på solsystemkroppar. Dock, detta förnuft blir ogiltigt på grund av den förlängda varaktigheten som uppdrag till extrasolära planeter innebär.

Enkelt uttryckt, även när vi betraktar interstellära uppdrag till de närmaste stjärnsystemen (ex. Alpha Centauri, som är 4,25 ljusår bort) tid är den viktigaste begränsande faktorn. Med hjälp av befintlig teknik, ett uppdrag till ett annat stjärnsystem kan ta allt från 1000 till 81, 000 år. För närvarande, den enda föreslagna metoden för att nå en annan stjärna inom en rimlig tidsram är det riktade energiuppskjutningssystemet.

I detta tillvägagångssätt, lasrar används för att accelerera 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 Breakthough Initiatives mål att uppnå interstellär rymdfärd, hitta beboeliga världar (och möjligen intelligent liv), Starshot skulle innebära att ett lätt segel och nanofarkoster accelereras av lasrar till hastigheter på upp till 60, 000 km/s (37, 282 mps) – eller 20 procent ljusets hastighet.

Baserat på en tidigare studie utförd av Gros (och en av forskare från Max Planck Institute for solar system Research), ett sådant system skulle också kunna paras ihop med ett magnetsegel för att sakta ner det när det nådde sin destination. Som Gros förklarade:

"Riktat energiuppskjutningssystem levererar den energi som ett interstellärt farkost behöver för att accelerera via koncentrerade laserstrålar. Konventionella raketer, å andra sidan, behöver bära och accelerera sitt eget bränsle. Även om det är svårt att accelerera en interstellär farkost, vid lanseringen, det är ännu mycket mer krävande att bromsa in vid ankomst. Ett magnetfält som skapas av en ström i en supraledare behöver inte energi för sitt underhåll. Det kommer att reflektera de interstellära protonerna, bromsa sådant hantverk."

Allt detta gör framdrivning med riktad energi särskilt attraktiv när det gäller uppdrag av Genesis-typ (och vice versa). Förutom att det tar mycket mindre tid att nå ett annat stjärnsystem än ett besättningsuppdrag (dvs ett generationsfartyg, eller när passagerare är i kryogen avstängning), målet att introducera livet till världar som annars inte skulle ha det skulle göra kostnaden och restiden värt besväret.

Gros pekar också på det faktum att närvaron av ursprungligt syre faktiskt kan förhindra liv från att dyka upp på exoplaneter som kretsar kring stjärnor av M-typ (röd dvärg). Vanligtvis anses vara ett tecken på potentiell beboelighet (aka. en biomarkör), Ny forskning har visat att närvaron av atmosfäriskt syre inte nödvändigtvis visar vägen till liv.

Kortfattat, syrgas är nödvändig för existensen av komplext liv (som vi känner det) och dess närvaro i jordens atmosfär är resultatet av fotosyntetiska organismer (som cyanobakterier och växter). Dock, på planeter som kretsar kring stjärnor av M-typ, det kan vara resultatet av kemisk disassociation, där strålning från moderstjärnan har förvandlat planetens vatten till väte (som flyr ut i rymden) och atmosfäriskt syre.

På samma gång, Gros pekar på möjligheten att ursprungligt syre kan vara en barriär för prebiotiska tillstånd. Även om förhållandena under vilka liv uppstod på jorden fortfarande inte är helt förstått, man tror att de första organismerna uppstod i "mikrostrukturerade kemo-fysiska reaktionsmiljöer som drivs av en ihållande energikälla" (som alkaliska hydrotermiska ventiler).

Med andra ord, liv på jorden tros ha uppstått under förhållanden som skulle vara giftiga för de flesta livsformer idag. Det var bara genom en evolutionär process som tog miljarder år som komplext liv (som är beroende av syrgas för att överleva) kunde uppstå. Andra faktorer, som en planets bana, dess geologiska historia, eller dess moderstjärnas natur, skulle också kunna bidra till att planeter är "övergående beboeliga".

Vad betyder detta, när det gäller jordliknande extrasolplaneter som kretsar kring stjärnor av M-typ, är att planetskydd inte nödvändigtvis skulle gälla. Om det inte finns något inhemskt liv att skydda, och chanserna att det dyker upp är inte bra, då skulle mänskligheten hjälpa livet att växa fram lokalt, och inte hindra det. Som Gros förklarade:

"Mars var övergående beboelig, ha svåra förhållanden tidigt, men inte nu. Andra kan vara beboeliga i 2 eller 3 miljarder år, en tidsperiod som inte skulle räcka till för att växter och djur ska utvecklas inhemskt. Om liv aldrig uppstår på en planet, det kommer att förbli sterilt för alltid, även om det kunde försörja livet. Syre kommer sannolikt att förhindra att liv växer fram i första hand, är giftigt för de kemiska reaktionscyklerna som är livets föregångare."

Det är ett koncept som har utforskats en lång rad i science fiction:en avancerad art planterar livets frön på en annan planet, miljontals år går, och kännande livsresultat! Faktiskt, det finns de som tror att det var så livet började på jorden – den antika astronautteorin (som är ren spekulation) – och genom att göra detta själva på andra planeter, vi skulle föra denna tradition av "riktad panspermia" vidare.

I slutet, syftet bakom utövandet av planetskydd är uppenbart. Om liv dök upp bortom jorden, då är det distinkt och förtjänar en chans att frodas utan störningar från människor eller invasiva jordorganismer. Detsamma gäller för livet på jorden, som kan störas av främmande organismer som tagits tillbaka genom provåtervändande eller undersökningsuppdrag.

Men i händelse av att jordplaneter som kretsar kring den vanligaste stjärnan i galaxen inte är en sannolik plats för att hitta liv (som ny forskning tyder på), då kan det faktiskt vara en bra idé att transportera jordlevande organismer till dessa planeter. Om mänskligheten är ensam i universum, då skulle spridning av jordlevande organismer på detta sätt vara i livets tjänst.

Och om, även om det är en långsökt möjlighet, livet på jorden är resultatet av riktad panspermi, då skulle man kunna hävda att mänskligheten har en plikt att se kosmos med liv. Även om utdelningen inte skulle vara omedelbar, Vetskapen om att vi ger livet ett skott på världar där det annars kanske inte existerar är utan tvekan en värdefull investering.

Ständigt, frågorna om utomjordiskt liv och planetarisk utforskning är kontroversiell, och en som vi sannolikt inte kommer att lösa någon gång snart. En sak är dock säker:medan våra ansträngningar att utforska solsystemet och galaxen fortsätter, det är en fråga som vi inte kan undvika.