Under det senaste decenniet har hastigheten med vilken extrasolära planeter har upptäckts och karakteriserats ökat enormt. På grund av detta har frågan om när vi kan utforska dessa avlägsna planeter direkt kommit upp upprepade gånger. Dessutom den uråldriga frågan om vad vi kan hitta när vi väl kommer dit – dvs är mänskligheten ensam i universum eller inte? – har också kommit med förnyad kraft.
Dessa frågor har lett till ett antal intressanta och ambitiösa förslag. Dessa inkluderar Projekt blå , ett rymdteleskop som direkt skulle observera alla planeter som kretsar runt Alpha Centauri, och Genombrott Starshot – som syftar till att skicka en laserdriven nanocraft till Alpha Centauri på bara 20 år. Men det kanske mest vågade förslaget kommer i form av Projekt Genesis , som skulle försöka att så avlägsna planeter med liv.
Detta förslag lades fram av Dr Claudius Gros, en teoretisk fysiker från Institutet för teoretisk fysik vid Goethe-universitetet i Frankfurt . 2016 publicerade han ett papper som beskrev hur robotuppdrag utrustade med genfabriker (eller kryogena baljor) kunde användas för att distribuera mikrobiellt liv till 'övergående beboeliga exoplaneter - det vill säga planeter som kan stödja liv, men sannolikt inte kommer att ge upphov till det på egen hand.
Syftet med Project Genesis skulle vara att se 'övergående beboeliga' världar med liv, och på så sätt ge dem en rivstart på evolutionen. Kredit: NASA/Jenny Mottor
För inte så länge sedan skrev Universe Today om Dr Gros’ nyligen genomförd studie där han föreslog att använda ett magnetiskt segel för att bromsa en interstellär rymdfarkost. Vi hade turen att komma ikapp Dr Gros igen och hade en chans att fråga honom om Project Genesis. Du kan hitta våra frågor och svar nedan, och var noga med att kolla in hans nyskapande papper som beskriver detta projekt - ' Att utveckla ekosfärer på övergående beboeliga planeter: The Genesis Project '.
Vad är syftet med Project Genesis?Exoplaneter finns i alla storlekar, temperaturer och sammansättningar. Syftet med Genesis-projektet är att erbjuda jordlevande alternativa evolutionära vägar på de exoplaneter som är potentiellt beboeliga men ändå livlösa. Den grundläggande filosofin för de flesta forskare nuförtiden är att enkelt liv är vanligt i universum och komplext liv är sällsynt. Vi vet inte det med säkerhet, men för tillfället är det konsensus.
Om du hade bra förutsättningar kan det enkla livet utvecklas väldigt snabbt, men det komplexa livet kommer att få det svårt. Åtminstone på jorden tog det väldigt lång tid för komplext liv att komma fram. De Kambriska explosionen hände bara för cirka 500 miljoner år sedan, ungefär 4 miljarder år efter att jorden bildades. Om vi ger planeter möjligheten att snabba framåt evolutionen kan vi ge dem chansen att få sina egna kambriska explosioner.
Tidiga trilobitarter (Eoredlichia takooensis) från den nedre kambriska perioden, hittad i Emu Bay Shale, Kangaroo Island, Australien. Kredit och ©: Royal Ontario Museum/David Rudkin
Vilka världar skulle riktas mot?
De främsta kandidaterna är beboeliga 'syreplaneter' runt M-dvärgar som TRAPPIST-1. Det är mycket troligt att den syrerika uratmosfären på dessa planeter kommer att ha förhindrat abiogenes i första hand, det vill säga bildandet av liv. Vår galax skulle potentiellt kunna hysa miljarder beboeliga men livlösa syreplaneter.
Numera letar astronomer efter planeter runt M-stjärnor. Dessa skiljer sig mycket från planeter runt solliknande stjärnor. När en stjärna väl har bildats tar det en viss tid att dra ihop sig till den punkt där fusionen börjar och den börjar producera energi. För solen tog detta 10 miljoner år, vilket är väldigt snabbt. För stjärnor som TRAPPIST-1 skulle det ta 100 miljoner till 1 miljard år. Sedan måste de dra ihop sig för att skingra sin initiala värme.
Planeterna runt TRAPPIST-1 skulle ha varit väldigt heta, eftersom stjärnan var väldigt varm länge. Allt vatten som fanns i deras stratosfärer, UV-strålningen skulle ha disassocierat det till väte och syre - vätet flydde och syret fanns kvar. Alla undersökningar har visat att de har syreatmosfärer, men detta är produkten av kemisk disassociation och inte från växter (som med jorden).
Det finns en god chans att syreplaneter är sterila, eftersom syreplaneter äter upp prebiotiska förhållanden. Vi tror att det kan finnas miljarder syreplaneter i vår galax. De skulle inte ha något liv, och komplext liv behöver syre. I science fiction har du alla dessa planeter som ser likadana ut. Vi skulle kunna föreställa oss att om en halv miljard år skulle vi kunna ha detta eftersom vi sådde syreplaneter (bara vi kunde inte resa dit snabbt eftersom vi inte har någon FTL).
Illustration av hur TRAPPIST-1-systemet kan se ut från en utsiktspunkt nära planeten TRAPPIST-1f (till höger). Kredit: NASA/JPL-Caltech
Vilken typ av organismer skulle skickas?
Den första vågen skulle bestå av encelliga autotrofer. Det är fotosyntetiserande bakterier, som cyanobakterier, och eukaryoter (den celltyp som utgör allt komplext liv, det vill säga djur och växter). Heterotrofer skulle följa i ett andra steg, organismer som livnär sig på andra organismer och kan bara existera efter att autotrofer har existerat och slagit rot.
Hur skulle dessa organismer skickas?
Det beror på tekniken. Om det kan gå framåt kan vi miniatyrisera en genfabrik. Naturen är i princip en miniatyrgenfabrik. Allt vi vill producera är väldigt litet. Om det är möjligt skulle det vara det bästa alternativet. Skicka in en genbank och välj sedan den mest optimala organismen att skicka ner. Om det inte är möjligt måste du ha frusna bakterier. I slutändan beror det på vad som skulle vara tekniskt tillgängligt.
Du kan också skicka in syntetiskt liv. Syntetisk biologi är ett mycket aktivt forskningsfält, som innebär omprogrammering av den genetiska koden. I science fiction har du främmande liv med en annan genetisk kod. Idag försöker människor producera detta här på jorden. Slutmålet är att få nya livsformer som bygger på en annan kod. Detta skulle vara mycket farligt på jorden, men på en avlägsen planet skulle det vara fördelaktigt.
Vad händer om dessa världar inte är sterila?
Genesis handlar om livet, inte att förstöra livet, så vi skulle vilja undvika det. Sonderna skulle behöva gå i omloppsbana, så vi är ganska säkra på att vi från omloppsbana kan upptäcka komplext liv på ytan. Genesis Project var avsett för planeter som inte är beboeliga för evigheten. Jorden är beboelig i miljarder år, men vi är inte säkra på beboeliga exoplaneter.
Den här illustrationen visar en stjärnas ljus som lyser upp atmosfären på en planet. Medverkande: NASA Goddard Space Flight Center
Exoplaneter finns i alla typer av storlekar, temperaturer och habitabiliteter. Många av dessa planeter kommer bara att vara beboeliga under en tid, kanske 1 miljard år. Livet där kommer inte att ha tid att utvecklas till komplexa livsformer. Så du har ett beslut: lämna dem som de är, eller ta en chans att utveckla ett komplext liv där.
Vissa anser att alla bakterier är värda att rädda. På jorden finns det inget skydd för bakterier. Men bakterier som lever på olika planeter behandlas olika. Planetskydd, varför gör vi det? Så vi kan studera livet, eller för att skydda livet självt? Mars hade troligen liv en gång, men nu inte, förutom kanske några bakterier. Ändå planerar vi bemannade uppdrag till Mars, vilket innebär att planetskyddet är avstängt. Det är en motsägelse.
Jag är väldigt entusiastisk över att hitta liv, men hur är det med planeterna där vi inte hittar liv? Detta ger möjlighet att göra något åt det.
Skulle mänskligheten kunna dra nytta av detta någon gång (dvs. kolonisera 'fröade' planeter)?
Ja och nej. Ja, eftersom ingenting skulle hålla våra avlidna (eller någon annan intelligens levande på jorden då) att besöka Genesis-planeter om 10-100 miljoner år (den minimala tiden för det liv som ursprungligen såddes att utvecklas fullt ut). Nej, eftersom tidsrymden är så långa att det inte är rationellt att tala om en 'förmån'.
Project Starshot, ett initiativ sponsrat av Breakthrough Foundation, är tänkt att vara mänsklighetens första interstellära resa. Kredit: breakthroughinitiatives.org
Hur snart kunde ett sådant uppdrag utföras?
Genesis-sonder kan lanseras med samma riktade energiuppskjutningssystem som planerats för initiativet Breakthrough Starshot. Genombrott Starshot syftar till att skicka mycket snabba, mycket små, mycket lätta sonder på cirka 1 gram till ett annat stjärnsystem. Samma laserteknik skulle kunna skicka något mer massivt, men långsammare. Långsamt är förstås relativt. Så i slutändan beror det på vad som är optimalt.
De magnetiskt segelpapper Jag skrev nyligen var ett provuppdrag för att visa att det var möjligt. Sonden skulle vara ungefär lika stor som en bil (1 ton) och skulle färdas med en hastighet av cirka 1000 km/s – långsam för interstellär färd i förhållande till ljusets hastighet, men snabb för jorden. Om du minskar hastigheten med en faktor 100, är massan du kan driva fram 10 000 tyngre. Du skulle kunna accelerera en 1-tons Genesis Probe och den skulle fortfarande passa in i layouten för Breakthrough Starshot.
Därför kunde lanseringsanläggningen se dubbel användning och du skulle inte behöva bygga något nytt. När det väl är på plats skulle man behöva testa magnetseglet. En realistisk tidsperiod skulle därför ligga inom 50-100 års fönstret.
Vilka motargument finns det mot detta?
Det finns tre huvudlinjer av motargument. Det första är det religiösa motargumentet, som säger att mänskligheten inte ska leka Gud. Genesis-projektet handlar dock inte om att skapa liv, utan att ge livet möjlighet att vidareutvecklas. Bara inte på jorden, utan någon annanstans i kosmos.
Mars, enligt flera studier, kunde fortfarande stödja liv, vilket väcker frågor om 'planetärt skydd'. Kredit: YONHAP/EPA
Det andra är planetskyddsargumentet, som argumenterar för att vi inte ska blanda oss. Vissa människor som protesterar mot Genesis Project citerar det 'första direktivet' i TV-serien Star Trek. Genesis-projektet stöder fullt ut planetariskt skydd av planeter som hyser komplext liv och av planeter där komplext liv potentiellt skulle kunna utvecklas i framtiden. Genesis-projektet kommer endast att inriktas på planeter där komplext liv inte kunde utvecklas på egen hand.
Det tredje argumentet handlar om bristen på nytta för mänskligheten. Genesis Project är uttryckligen inte till för mänsklig nytta. Det är rimligt att hävda, ur ett överlevnadsperspektiv, att de etiska värderingarna hos en art (som mänskligheten) måste sätta artens bästa i centrum. Etiskt är därför 'vad som är bra för vår egen art'. Att spendera en stor summa pengar på ett projekt, som Genesis Project, som uttryckligen inte är till förmån för vår egen art, skulle då vara oetiskt.
___
Vårt tack går till Dr Gros för att du tog dig tid att prata med oss! Vi hoppas få höra mer från honom i framtiden och önskar honom lycka till med Project Genesis.