Quando si esplorano altri pianeti e corpi celesti, le missioni della NASA devono attenersi alla pratica nota come "protezione planetaria". Questa pratica afferma che devono essere prese misure durante la progettazione di una missione per garantire che sia impedita la contaminazione biologica sia del pianeta / corpo esplorato sia della Terra (nel caso di missioni di ritorno del campione).
Guardando al futuro, c'è la questione se questa stessa pratica sarà estesa o meno ai pianeti extra-solari. In tal caso, sarebbe in conflitto con le proposte di "seminare" altri mondi con vita microbica per dare il via al processo evolutivo. Per ovviare a questo, il Dr. Claudius Gros dell'Istituto di fisica teorica della Goethe University ha recentemente pubblicato un documento che esamina la protezione del pianeta e sostiene le missioni di tipo "Genesi".
L'articolo, intitolato "Perché la protezione planetaria ed esoplanetaria differisce: il caso delle missioni della Genesi di lunga durata su pianeti abitabili ma sterili dell'ossigeno M-nano", è apparso di recente online e dovrebbe essere pubblicato dalla rivista Acta Astronautica. Come fondatore di Project Genesis, Gros affronta la questione etica della semina di pianeti extrasolari e sostiene come e perché la protezione planetaria potrebbe non essere applicabile in questi casi.
In parole povere, il progetto Genesis mira a inviare veicoli spaziali con fabbriche genetiche o baccelli criogenici che potrebbero essere utilizzati per distribuire la vita microbica a "esopianeti abitabili in modo transitorio - vale a dire pianeti in grado di sostenere la vita, ma che probabilmente non daranno origine da soli. Come Gros aveva precedentemente spiegato a Space Magazine:
“Lo scopo del progetto Genesis è offrire percorsi evolutivi alternativi alla vita terrestre su quegli esopianeti potenzialmente abitabili ma ancora senza vita ... Se avessi buone condizioni, la vita semplice può svilupparsi molto velocemente, ma la vita complessa avrà difficoltà. Almeno sulla Terra, ci è voluto molto tempo prima che arrivasse la vita complessa. Il Esplosione di Cambrian è successo solo circa 500 milioni di anni fa, circa 4 miliardi di anni dopo la formazione della Terra. Se diamo ai pianeti l'opportunità di avanzare rapidamente nell'evoluzione, possiamo dare loro la possibilità di avere le proprie esplosioni cambriane. "
Lo scopo di una missione di tipo Genesis sarebbe quindi quello di offrire ai pianeti extra-solari una scorciatoia evolutiva, saltando i miliardi di anni necessari per evolvere le forme di vita di base e spostandosi direttamente al punto in cui gli organismi complessi iniziano a diversificarsi. Ciò sarebbe particolarmente utile sui pianeti dove la vita potrebbe prosperare, ma non emergere da sola.
"C'è un sacco di" beni immobili "nella galassia, pianeti dove la vita potrebbe prosperare, ma molto probabilmente non lo è ancora." Gros recentemente condiviso via e-mail. "Una missione della Genesi porterebbe organismi unicellulari avanzati (eucarioti) su questi pianeti".
Affrontando la questione di come tali missioni possano violare la pratica della protezione planetaria, Gros offre due contro-argomentazioni nel suo documento. In primo luogo, sostiene che l'interesse scientifico è la ragione principale per proteggere possibili forme di vita sui corpi del sistema solare. Tuttavia, questo razionale diventa invalido a causa della lunga durata che comportano le missioni sui pianeti extrasolari.
In parole povere, anche quando consideriamo le missioni interstellari verso i sistemi stellari più vicini (es. Alpha Centauri, distante 4,25 anni luce), il tempo è il fattore limitante chiave. Utilizzando la tecnologia esistente, una missione su un altro sistema stellare potrebbe richiedere da 1000 a 81.000 anni. Al momento, l'unico metodo proposto per raggiungere un'altra stella in un lasso di tempo ragionevole è il sistema di lancio di energia diretto.
In questo approccio, i laser sono utilizzati per accelerare una vela leggera a velocità relativistiche (una frazione della velocità della luce), un buon esempio del quale è il concetto Breakthrough Starshot proposto. Come parte dell'obiettivo di Breakthough Initiatives di raggiungere il volo spaziale interstellare, trovare mondi abitabili (e possibilmente vita intelligente), Starshot implicherebbe una vela leggera e un nanocraft accelerato dai laser a velocità fino a 60.000 km / s (37.282 mps) - o 20% la velocità della luce.
Sulla base di uno studio precedente condotto da Gros (e uno da ricercatori dell'Istituto Max Planck per la ricerca sul sistema solare), un tale sistema potrebbe anche essere accoppiato con una vela magnetica per rallentarlo quando raggiungeva la sua destinazione. Come ha spiegato Gros:
“Il sistema di lancio diretto di energia fornisce l'energia di cui un veicolo interstellare ha bisogno per accelerare attraverso raggi laser concentrati. I razzi convenzionali, d'altra parte, devono trasportare e accelerare il proprio carburante. Anche se è difficile accelerare un veicolo interstellare, al momento del lancio, è ancora più impegnativo rallentare all'arrivo. Un campo magnetico creato da una corrente in un superconduttore non ha bisogno di energia per il suo mantenimento. Rifletterà i protoni interstellari, rallentando tale mezzo. "
Tutto ciò rende la propulsione ad energia diretta particolarmente attraente per quanto riguarda le missioni di tipo Genesis (e viceversa). Oltre a impiegare molto meno tempo per raggiungere un altro sistema stellare rispetto a una missione con equipaggio (cioè una nave di generazione, o in cui i passeggeri sono in sospensione criogenica), l'obiettivo di introdurre la vita in mondi che altrimenti non avrebbero altrimenti comporterebbe costi e viaggi tempo utile.
Gros sottolinea anche il fatto che la presenza di ossigeno primordiale può effettivamente impedire alla vita di emergere su esopianeti che orbitano attorno a stelle di tipo M (nana rossa). Ordinariamente considerato un segno di potenziale abitabilità (alias un biomarker), recenti ricerche hanno dimostrato che la presenza di ossigeno atmosferico non indica necessariamente la via della vita.
In breve, il gas ossigeno è necessario per l'esistenza di una vita complessa (come la conosciamo) e la sua presenza nell'atmosfera terrestre è il risultato di organismi fotosintetici (come cianobatteri e piante). Tuttavia, sui pianeti in orbita attorno a stelle di tipo M, può essere il risultato di una dissociazione chimica, in cui le radiazioni della stella madre hanno trasformato l'acqua del pianeta in idrogeno (che fuoriesce nello spazio) e ossigeno atmosferico.
Allo stesso tempo, Gros indica la possibilità che l'ossigeno primordiale possa costituire una barriera alle condizioni prebiotiche. Mentre le condizioni in cui la vita è emersa sulla Terra non sono ancora del tutto comprese, si ritiene che i primi organismi siano emersi in "ambienti di reazione chimico-fisici microstrutturati guidati da una fonte di energia sostenuta" (come le prese d'aria alcaline idrotermali).
In altre parole, si ritiene che la vita sulla Terra sia emersa in condizioni che oggi sarebbero tossiche per la maggior parte delle forme di vita. Fu solo attraverso un processo evolutivo che impiegò miliardi di anni che la vita complessa (che dipende dal gas ossigeno per sopravvivere) potesse emergere. Altri fattori, come l'orbita di un pianeta, la sua storia geologica o la natura della sua stella madre, potrebbero anche contribuire a rendere i pianeti "abitabili transitoriamente".
Ciò che ciò significa, in termini di pianeti extra-solari simili alla Terra che orbitano attorno a stelle di tipo M, è che la protezione planetaria non si applicherebbe necessariamente. Se non c'è vita indigena da proteggere e le probabilità che emergano non sono buone, allora l'umanità aiuterebbe la vita a emergere localmente e non la ostacolerebbe. Come ha spiegato Gros:
“Marte era temporaneamente transitorio, con condizioni clemente all'inizio, ma non ora. Altri possono essere abitabili per 2 o 3 miliardi di anni, un arco di tempo che non sarebbe sufficiente per le piante e gli animali a evolversi in modo indigeno. Se la vita non emerge mai su un pianeta, rimarrà sterile per sempre, anche se potrebbe sostenere la vita. È probabile che l'ossigeno prevenga in primo luogo la vita emergente, essendo tossico per i cicli di reazione chimica che sono i precursori della vita. "
È un concetto che è stato esplorato a lungo nella fantascienza: una specie avanzata pianta i semi della vita su un altro pianeta, passano milioni di anni e i risultati della vita senziente! In effetti, ci sono quelli che credono che sia così che è iniziata la vita sulla Terra - la teoria degli antichi astronauti (che è pura speculazione) - e facendo questo noi stessi su altri pianeti, porteremmo avanti questa tradizione di "panspermia diretta".
Alla fine, lo scopo dietro la pratica della protezione planetaria è ovvio. Se la vita è emersa oltre la Terra, allora è distinta e merita la possibilità di prosperare senza interferenze da parte di umani o organismi invasivi della Terra. Lo stesso vale per la vita sulla Terra, che potrebbe essere interrotta da organismi alieni riportati da missioni esplorative o di ritorno del campione.
Ma nel caso in cui i pianeti terrestri in orbita attorno alla stella più comune nella galassia non siano in grado di trovare la vita (come suggeriscono ricerche recenti), il trasporto di organismi terrestri su questi pianeti potrebbe in realtà essere una buona idea. Se l'umanità fosse sola nell'Universo, la diffusione di organismi terrestri in questo modo sarebbe al servizio della vita.
E se, sebbene sia una possibilità inverosimile, la vita sulla Terra è il risultato della panspermia diretta, allora si potrebbe sostenere che l'umanità ha il dovere di seminare il cosmo con la vita. Mentre il payoff non sarebbe immediato, la consapevolezza che stiamo dando alla vita una possibilità su mondi in cui altrimenti non potrebbe esistere è probabilmente un investimento utile.
Invariabilmente, i problemi della vita extra-terrestre e dell'esplorazione planetaria sono controversi e non è probabile che risolveranno presto. Una cosa è certa: i nostri sforzi per esplorare il sistema solare e la galassia continuano, è un problema che non possiamo evitare.
