Στέλνοντας αργά στα αστέρια


Στέλνοντας τη ζωή στα αστέρια

Πίστωση: Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια – Σάντα Μπάρμπαρα

Όχι πλέον αποκλειστικά στη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας, η πιθανότητα διαστρικών ταξιδιών έχει εμφανιστεί, δελεαστικά, στον ορίζοντα. Αν και μπορεί να μην το δούμε στη ζωή μας – τουλάχιστον όχι κάποια πραγματική εκδοχή του φανταστικού τύπου warp-speeding, hyperdriving, space-folding – συζητάμε πρώιμες για το πώς η ζωή θα μπορούσε να ξεφύγει από το ηλιακό μας σύστημα, χρησιμοποιώντας τεχνολογία που είναι προσιτή.


Για τους καθηγητές του UC Santa Barbara, Philip Lubin και Joel Rothman, είναι μια υπέροχη στιγμή να είναι ζωντανοί. Γεννημένος από μια γενιά που είδε εκπληκτικές προόδους , μεταφέρουν την αχαλίνωτη αισιοδοξία και τη δημιουργική σπίθα της πρώιμης Διαστημικής Εποχής, όταν οι άνθρωποι ανακάλυψαν για πρώτη φορά ότι μπορούσαν να φύγουν από τη Γη.

«Τα ταξίδια στο φεγγάρι του Απόλλωνα ήταν από τα πιο βαρυσήμαντα γεγονότα στη ζωή μου και η σκέψη μου εξακολουθεί να μου ταράζει το μυαλό», είπε ο Ρόθμαν, διακεκριμένος καθηγητής στο Τμήμα Μοριακής, Κυτταρικής και Αναπτυξιακής Βιολογίας και ένας αυτοπαραδεκτός «διαστημικός μάγος».

Έχουν περάσει μόλις 50 χρόνια από εκείνη την κομβική εποχή, αλλά η γνώση της ανθρωπότητας για το διάστημα και η τεχνολογία για την εξερεύνηση του έχουν βελτιωθεί πάρα πολύ, αρκετά ώστε ο Rothman να συμμετάσχει μαζί με τον πειραματικό κοσμολόγο Lubin για να σκεφτεί τι θα χρειαζόταν για τα ζωντανά όντα να ξεκινήσουν ένα ταξίδι στην τεράστια απόσταση που μας χωρίζει από τον πλησιέστερο γείτονά μας στον γαλαξία. Το αποτέλεσμα της συνεργασίας τους δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Νόμος για την Αστροναυτική.

«Νομίζω ότι είναι η μοίρα μας να συνεχίσουμε να εξερευνούμε», είπε ο Ρόθμαν. “Κοιτάξτε την ιστορία του ανθρώπινου είδους. Εξερευνούμε σε όλο και μικρότερα επίπεδα μέχρι τα υποατομικά επίπεδα και επίσης εξερευνούμε σε ολοένα και μεγαλύτερες κλίμακες. Αυτή η ώθηση προς την αδιάκοπη εξερεύνηση βρίσκεται στον πυρήνα του ποιοι είμαστε ως είδος.”

Σκέφτομαι μεγάλα, ξεκινάω μικρά

Η μεγαλύτερη πρόκληση για τα διαστρικά ταξίδια σε ανθρώπινη κλίμακα είναι η τεράστια απόσταση μεταξύ της Γης και των πλησιέστερων αστεριών. Οι αποστολές Voyager έχουν αποδείξει ότι μπορούμε να στείλουμε αντικείμενα στα 12 δισεκατομμύρια μίλια που χρειάζονται για να βγούμε από τη φυσαλίδα που περιβάλλει το ηλιακό μας σύστημα, την ηλιόσφαιρα. Αλλά οι ανιχνευτές μεγέθους αυτοκινήτου, που ταξίδευαν με ταχύτητες άνω των 35.000 μιλίων την ώρα, χρειάστηκαν 40 χρόνια για να φτάσουν εκεί και η απόστασή τους από τη Γη είναι μόνο ένα μικρό κλάσμα από αυτή στο επόμενο αστέρι. Εάν κατευθύνονταν προς το πλησιέστερο αστέρι, θα χρειαζόταν πάνω από 80.000 χρόνια για να το φτάσουν.

Αυτή η πρόκληση είναι το κύριο επίκεντρο της δουλειάς του Lubin, στο οποίο επαναπροσδιορίζει την τεχνολογία που θα χρειαζόταν για να φτάσει στο επόμενο ηλιακό σύστημα με ανθρώπινους όρους. Η παραδοσιακή χημική πρόωση επί του σκάφους (γνωστή και ως καύσιμο πυραύλων) είναι εκτός λειτουργίας. δεν μπορεί να παρέχει αρκετή ενέργεια για να κινήσει το σκάφος αρκετά γρήγορα και το βάρος του και τα τρέχοντα συστήματα που απαιτούνται για την ώθησή του δεν είναι βιώσιμα για τις σχετικιστικές ταχύτητες που χρειάζεται να επιτύχει το σκάφος. Απαιτούνται νέες τεχνολογίες πρόωσης—και εδώ έρχεται το κατευθυνόμενο από το UCSB ερευνητικό πρόγραμμα ενέργειας για τη χρήση του φωτός ως «προωθητικού».

«Αυτό δεν έχει ξαναγίνει ποτέ, για να ωθηθούν μακροσκοπικά αντικείμενα με ταχύτητες που πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός», είπε ο Λούμπιν, καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής. Το Mass είναι ένα τόσο τεράστιο εμπόδιο, στην πραγματικότητα, που αποκλείει οποιαδήποτε ανθρώπινη αποστολή για το άμεσο μέλλον.

Ως αποτέλεσμα, η ομάδα του στράφηκε στα ρομπότ και τη φωτονική. Μικροί ανιχνευτές με όργανα επί του σκάφους που ανιχνεύουν, συλλέγουν και μεταδίδουν δεδομένα πίσω στη Γη θα προωθούνται έως και το 20-30% της ταχύτητας του φωτός από το ίδιο το φως χρησιμοποιώντας μια διάταξη λέιζερ σταθμευμένη στη Γη ή πιθανώς στο φεγγάρι. «Δεν φεύγουμε από το σπίτι με αυτό», όπως εξήγησε ο Lubin, που σημαίνει ότι το κύριο σύστημα πρόωσης μένει «στο σπίτι» ενώ τα διαστημικά σκάφη «πυροβολούνται» με σχετικιστικές ταχύτητες. Το λέιζερ κύριας πρόωσης ενεργοποιείται για σύντομο χρονικό διάστημα και στη συνέχεια ο επόμενος καθετήρας είναι έτοιμος για εκτόξευση.

“Πιθανώς θα έμοιαζε με μια γκοφρέτα ημιαγωγών με μια άκρη για να την προστατεύει από τον βομβαρδισμό ακτινοβολίας και σκόνης καθώς περνά από το διαστρικό μέσο”, είπε ο Lubin. «Μάλλον θα ήταν το μέγεθος του χεριού σας για αρχή». Καθώς το πρόγραμμα εξελίσσεται, το διαστημόπλοιο γίνεται μεγαλύτερο με βελτιωμένη ικανότητα. Η βασική τεχνολογία μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε μια τροποποιημένη λειτουργία για να προωθήσει πολύ μεγαλύτερα διαστημόπλοια μέσα στο ηλιακό μας σύστημα με μικρότερες ταχύτητες, επιτρέποντας ενδεχομένως ανθρώπινες αποστολές στον Άρη σε μόλις ένα μήνα, συμπεριλαμβανομένης της στάσης. Αυτός είναι ένας άλλος τρόπος εξάπλωσης της ζωής, αλλά στο ηλιακό μας σύστημα.

Σε αυτά —περίπου 100 εκατομμύρια μίλια την ώρα— το σκάφος του wafer θα έφτανε στο επόμενο ηλιακό σύστημα, το Proxima Centauri, σε περίπου 20 χρόνια. Το να φτάσουμε σε αυτό το επίπεδο τεχνολογίας θα απαιτήσει συνεχή καινοτομία και βελτίωση τόσο της διαστημικής γκοφρέτας όσο και της φωτονικής, όπου ο Lubin βλέπει “εκθετική ανάπτυξη” στο πεδίο. Το βασικό έργο για την ανάπτυξη ενός οδικού χάρτη για την επίτευξη σχετικιστικής πτήσης μέσω κατευθυνόμενης ενεργειακής πρόωσης υποστηρίζεται από τη NASA και ιδιωτικά ιδρύματα όπως το πρόγραμμα Starlight και από το Breakthrough Initiatives ως πρόγραμμα Starshot.

«Όταν έμαθα ότι η μάζα αυτών των σκαφών μπορούσε να φτάσει σε επίπεδα γραμμαρίων ή και μεγαλύτερα, κατέστη σαφές ότι μπορούσαν να φιλοξενήσουν ζωντανά ζώα», είπε ο Ρόθμαν, ο οποίος συνειδητοποίησε ότι τα πλάσματα που μελετούσε για δεκαετίες, που ονομάζονταν C. elegans, μπορούσαν είναι οι πρώτοι Γήινοι που θα ταξιδέψουν ανάμεσα στα αστέρια. Αυτά τα εντατικά μελετημένα στρογγυλά σκουλήκια μπορεί να είναι μικρά και απλά, αλλά είναι πειραματικά ολοκληρωμένα πλάσματα, είπε ο Rothman.

«Η έρευνα σε αυτό το μικρό ζώο έχει οδηγήσει σε βραβεία Νόμπελ σε έξι ερευνητές μέχρι στιγμής», σημείωσε.

Ο C. elegans είναι ήδη βετεράνοι του διαστημικού ταξιδιού, ως αντικείμενο πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό και στο διαστημικό λεωφορείο, επιζώντας ακόμη και από την τραγική αποσύνθεση του λεωφορείου Columbia. Μεταξύ των ειδικών δυνάμεών τους, τις οποίες μοιράζονται με άλλους πιθανούς διαστρικούς ταξιδιώτες που μελετά ο Rothman, (ή, πιο στοργικά, οι αρκούδες του νερού) μπορούν να τοποθετηθούν σε ανασταλμένα κινούμενα σχέδια στα οποία σχεδόν όλη η μεταβολική λειτουργία διακόπτεται. Χιλιάδες από αυτά τα μικροσκοπικά πλάσματα θα μπορούσαν να τοποθετηθούν σε μια γκοφρέτα, να τοποθετηθούν σε ανασταλμένο animation και να πετάξουν σε αυτή την κατάσταση μέχρι να φτάσουν στον επιθυμητό προορισμό. Στη συνέχεια θα μπορούσαν να αφυπνιστούν στο μικροσκοπικό τους StarChip και να παρακολουθηθούν με ακρίβεια για τυχόν ανιχνεύσιμες επιπτώσεις του διαστρικού ταξιδιού στη βιολογία τους, με τις παρατηρήσεις να μεταδίδονται στη Γη μέσω φωτονικής επικοινωνίας.

«Μπορούμε να ρωτήσουμε πόσο καλά θυμούνται την εκπαιδευμένη συμπεριφορά τους όταν πετάνε μακριά από τη γήινη προέλευσή τους με ταχύτητα κοντά στο φως και εξετάζουμε το μεταβολισμό, τη φυσιολογία, τη νευρολογική λειτουργία, την αναπαραγωγή και τη γήρανση», πρόσθεσε ο Ρόθμαν. “Τα περισσότερα πειράματα που μπορούν να διεξαχθούν σε αυτά τα ζώα σε ένα εργαστήριο μπορούν να πραγματοποιηθούν στα StarChips καθώς περνούν στον κόσμο.” Τα αποτελέσματα τέτοιων μακρών οδυσσειών στη βιολογία των ζώων θα μπορούσαν να επιτρέψουν στους επιστήμονες να επεκτείνουν τις πιθανές επιπτώσεις στον άνθρωπο.

«Θα μπορούσαμε να αρχίσουμε να σκεφτόμαστε τον σχεδιασμό των διαστρικών μεταφορέων, όποια κι αν είναι, με τρόπο που θα μπορούσε να βελτιώσει τα προβλήματα που εντοπίζονται σε αυτά τα μικροσκοπικά ζώα», είπε ο Ρόθμαν.

Φυσικά, το να μπορείς να στείλεις ανθρώπους στο διαστρικό διάστημα είναι εξαιρετικό για ταινίες, αλλά στην πραγματικότητα είναι ακόμα ένα μακρινό όνειρο. Μέχρι να φτάσουμε σε αυτό το σημείο μπορεί να έχουμε δημιουργήσει πιο κατάλληλες μορφές ζωής ή υβριδικές ανθρωπομηχανές που είναι πιο ανθεκτικές.

«Αυτό είναι ένα πρόγραμμα γενεών», είπε ο Λούμπιν. Οι επιστήμονες των επόμενων γενεών θα συμβάλουν ιδανικά στη γνώση μας για το διαστρικό διάστημα και τις προκλήσεις του και θα βελτιώσουν τον σχεδιασμό του σκάφους καθώς βελτιώνεται η τεχνολογία. Με το κύριο σύστημα πρόωσης να είναι ελαφρύ, η υποκείμενη τεχνολογία βρίσκεται σε μια καμπύλη εκθετικής ανάπτυξης, όπως τα ηλεκτρονικά με έναν «Νόμο του Μουρ» όπως η ικανότητα επέκτασης.

Πλανητική προστασία και εξωγήινη διάδοση

Είμαστε δεσμευμένοι στο ηλιακό μας σύστημα για το άμεσο μέλλον. Οι άνθρωποι είναι εύθραυστοι και ευαίσθητοι μακριά από τον πλανήτη μας. Αλλά αυτό δεν εμπόδισε τους Lubin, Rothman, τις ερευνητικές τους ομάδες και τους διαφορετικούς συνεργάτες τους, στους οποίους συμπεριλαμβάνεται ένας ειδικός στην ακτινοβολία και ένας θεολόγος καταρτισμένος στην επιστήμη, να αναλογιστούν τόσο τις φυσιολογικές όσο και τις ηθικές πτυχές της αποστολής ζωής στο διάστημα—και ίσως ακόμη και της διάδοσης της ζωής στο χώρος.

«Υπάρχει η ηθική», εξήγησε ο Λούμπιν, «της πλανητικής προστασίας», στην οποία εξετάζεται σοβαρά η πιθανότητα μόλυνσης, είτε από τον πλανήτη μας σε άλλους είτε το αντίστροφο. «Νομίζω ότι αν ξεκινούσατε να μιλάτε για κατευθυνόμενη διάδοση της ζωής, η οποία μερικές φορές ονομάζεται πανσπερμία – αυτή η ιδέα ότι η ζωή προήλθε από αλλού και κατέληξε στη γη από κομήτες και άλλα συντρίμμια, ή ακόμα και σκόπιμα από έναν άλλο πολιτισμό – η ιδέα ότι θα Η σκόπιμη αποστολή της ζωής φέρνει μεγάλα ερωτήματα».

Μέχρι στιγμής, υποστηρίζουν οι συγγραφείς, δεν υπάρχει κίνδυνος μολύνσεως προς τα εμπρός, καθώς οι ανιχνευτές που πλησιάζουν σε οποιονδήποτε άλλο πλανήτη θα καούνταν στην ατμόσφαιρά τους ή θα εξαφανίζονταν κατά τη σύγκρουση με την επιφάνεια. Επειδή τα γκοφρέτα βρίσκονται σε μονόδρομο, δεν υπάρχει κίνδυνος να επιστρέψουν στη Γη εξωγήινα μικρόβια.

Ενώ είναι ακόμα κάπως στο περιθώριο, η θεωρία της πανσπερμίας φαίνεται να τραβάει κάποια σοβαρή, αν και περιορισμένη, προσοχή, δεδομένου του πόσο εύκολο είναι να διαδοθεί η ζωή όταν οι συνθήκες είναι κατάλληλες και η ανακάλυψη αρκετών εξωπλανητών και άλλων ουράνιων σωμάτων που μπορεί να ήταν, ή θα μπορούσε να είναι, υποστηρικτικό της ζωής όπως την ξέρουμε.

«Μερικοί άνθρωποι έχουν σκεφτεί και έχουν δημοσιεύσει ιδέες όπως «είναι το σύμπαν ένα εργαστηριακό πείραμα από κάποιον προηγμένο πολιτισμό», είπε ο Lubin. “Έτσι οι άνθρωποι είναι σίγουρα πρόθυμοι να σκεφτούν τους προηγμένους πολιτισμούς. Οι ερωτήσεις είναι καλές, αλλά οι απαντήσεις είναι καλύτερες. Αυτή τη στιγμή, απλώς συλλογιζόμαστε αυτές τις ερωτήσεις χωρίς να έχουμε ακόμη απαντήσεις.”

Ένα άλλο ζήτημα που εξετάζεται επί του παρόντος στην ευρύτερη κοινότητα εξερεύνησης του διαστήματος: Ποια είναι η ηθική της αποστολής ανθρώπων στον Άρη και σε άλλα μακρινά μέρη γνωρίζοντας ότι μπορεί να μην επιστρέψουν ποτέ στο σπίτι; Τι γίνεται με την αποστολή μικρών μικροοργανισμών ή ανθρώπινου DNA; Αυτές οι υπαρξιακές έρευνες είναι τόσο παλιές όσο και οι πρώτες ανθρώπινες μεταναστεύσεις και τα ναυτικά ταξίδια, οι απαντήσεις στα οποία πιθανότατα θα έρθουν τη στιγμή που θα είμαστε έτοιμοι να κάνουμε αυτά τα ταξίδια.

«Νομίζω ότι δεν πρέπει και δεν θα καταστείλουμε την εξερευνητική λαχτάρα που είναι εγγενής στη φύση μας», είπε ο Ρόθμαν.


Ομάδα για να διερευνήσει τη δυνατότητα χρήσης κατευθυνόμενης ενεργειακής πρόωσης για διαστρικά ταξίδια


Περισσότερες πληροφορίες:
Stephen Lantin et al, Interstellar space biology μέσω του Project Starlight, Νόμος για την Αστροναυτική (2021). DOI: 10.1016/j.actaastro.2021.10.009

Παραπομπή: Το Sending tardigrades to the stars (2022, 6 Ιανουαρίου) ανακτήθηκε στις 7 Ιανουαρίου 2022 από https://phys.org/news/2022-01-tardigrades-stars.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από κάθε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς τη γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.



Source link

By koutsobolis

koutsobolis.com

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *