Khi khám phá các hành tinh và thiên thể khác, các sứ mệnh của NASA bắt buộc phải tuân thủ thực tiễn được gọi là bảo vệ hành tinh Hồi giáo. Thực tiễn này nói rằng các biện pháp phải được thực hiện trong quá trình thiết kế một nhiệm vụ để đảm bảo rằng ô nhiễm sinh học của cả hành tinh / cơ thể đang được khám phá và Trái đất (trong trường hợp thực hiện các nhiệm vụ hoàn trả mẫu).
Nhìn về tương lai, có câu hỏi liệu thực tế này có được mở rộng sang các hành tinh ngoài mặt trời hay không. Nếu vậy, nó sẽ mâu thuẫn với các đề xuất đối với hạt giống, thế giới khác với đời sống vi sinh vật để khởi động quá trình tiến hóa. Để giải quyết vấn đề này, Tiến sĩ Claudius Gros thuộc Viện Vật lý lý thuyết Đại học Goethe mới đây đã xuất bản một bài báo về bảo vệ hành tinh và thực hiện trường hợp cho các nhiệm vụ của nhóm Genesis Genesis.
Bài báo có tiêu đề Bảo vệ hành tinh và ngoại hành tinh khác nhau: Trường hợp nhiệm vụ Genesis trong thời gian dài đối với các hành tinh oxy lùn M có thể ở được nhưng vô trùng, gần đây đã xuất hiện trực tuyến và được xuất bản bởi tạp chí Phi hành gia Acta. Là người sáng lập Project Genesis, Gros giải quyết vấn đề đạo đức của việc gieo mầm các hành tinh ngoài hệ mặt trời và tranh luận về cách thức và lý do tại sao bảo vệ hành tinh có thể không áp dụng trong những trường hợp này.
Nói một cách đơn giản, Dự án Genesis nhằm mục đích gửi tàu vũ trụ với các nhà máy gen hoặc vỏ đông lạnh có thể được sử dụng để phân phối sự sống của vi khuẩn đến các ngoại hành tinh có thể ở tạm thời - tức là các hành tinh có khả năng hỗ trợ sự sống, nhưng không có khả năng tự phát triển. Như Gros đã giải thích trước đây cho Tạp chí Vũ trụ:
Mục đích của dự án Genesis là cung cấp các con đường tiến hóa thay thế cho sự sống trên mặt đất trên những ngoại hành tinh đó có khả năng sống được nhưng vô hồn. Nếu bạn có điều kiện tốt, cuộc sống đơn giản có thể phát triển rất nhanh, nhưng cuộc sống phức tạp sẽ gặp khó khăn. Ít nhất trên Trái đất, phải mất một thời gian rất dài để cuộc sống phức tạp đến nơi. Các Vụ nổ Cambri chỉ xảy ra khoảng 500 triệu năm trước, khoảng 4 tỷ năm sau khi Trái đất được hình thành. Nếu chúng ta cho các hành tinh cơ hội để tiến nhanh tiến hóa, chúng ta có thể cho chúng cơ hội để có những vụ nổ Cambrian của riêng mình.
Do đó, mục đích của một nhiệm vụ kiểu Genesis sẽ là cung cấp cho các hành tinh ngoài mặt trời một lối tắt tiến hóa, bỏ qua hàng tỷ năm cần thiết để các dạng sống cơ bản phát triển và di chuyển trực tiếp đến điểm mà các sinh vật phức tạp bắt đầu đa dạng hóa. Điều này sẽ đặc biệt hữu ích trên các hành tinh nơi sự sống có thể phát triển, nhưng không tự nó xuất hiện.
Có rất nhiều bất động sản ở ngoài thiên hà, các hành tinh nơi cuộc sống có thể phát triển mạnh, nhưng rất có thể là chưa. Gros gần đây đã chia sẻ qua email. Nhiệm vụ của Genesis sẽ mang các sinh vật đơn bào tiên tiến (sinh vật nhân chuẩn) đến các hành tinh này.
Giải quyết vấn đề làm thế nào các nhiệm vụ như vậy có thể vi phạm thực tiễn bảo vệ hành tinh, Gros đưa ra hai lập luận phản biện trong bài viết của mình. Đầu tiên, ông lập luận rằng mối quan tâm khoa học là lý do chính để bảo vệ các dạng sống có thể có trên các vật thể trong Hệ Mặt trời. Tuy nhiên, lý do này trở nên không hợp lệ vì thời gian kéo dài mà các nhiệm vụ cho các hành tinh ngoài hệ mặt trời đòi hỏi.
Nói một cách đơn giản, ngay cả khi chúng ta xem xét các nhiệm vụ giữa các vì sao với các hệ sao gần nhất (ví dụ: Alpha Centauri, cách đó 4,25 năm ánh sáng), thời gian là yếu tố hạn chế chính. Sử dụng công nghệ hiện có, một nhiệm vụ cho một hệ thống sao khác có thể mất từ 1000 đến 81.000 năm. Hiện tại, phương pháp duy nhất được đề xuất để tiếp cận một ngôi sao khác trong khung thời gian hợp lý là hệ thống phóng năng lượng theo hướng.
Trong phương pháp này, laser được sử dụng để tăng tốc một cánh buồm nhẹ đến tốc độ tương đối tính (một phần tốc độ ánh sáng), một ví dụ điển hình là khái niệm Đột phá Starshot được đề xuất. Là một phần của Mục tiêu đột phá để đạt được các chuyến bay vũ trụ giữa các vì sao, tìm ra những thế giới có thể ở được (và có thể là cuộc sống thông minh), Starshot sẽ liên quan đến một cánh buồm nhẹ và nanocraft được gia tốc bằng laser tới tốc độ lên tới 60.000 km / giây (37.282 mps) - hoặc 20% tốc độ ánh sáng.
Dựa trên một nghiên cứu trước đây được thực hiện bởi Gros (và một bởi các nhà nghiên cứu từ Viện nghiên cứu hệ mặt trời Max Planck), một hệ thống như vậy cũng có thể được ghép nối với một cánh buồm từ tính để làm chậm nó khi đến đích. Như Gros giải thích:
Hệ thống phóng năng lượng của Dir Dir cung cấp năng lượng mà một tàu thủ công giữa các vì sao cần tăng tốc thông qua các chùm tia laser tập trung. Tên lửa thông thường, mặt khác, cần phải mang theo và để tăng tốc nhiên liệu của chính họ. Mặc dù rất khó để tăng tốc một máy bay liên sao, nhưng khi ra mắt, nó thậm chí còn đòi hỏi nhiều hơn để giảm tốc khi đến nơi. Từ trường được tạo bởi dòng điện trong chất siêu dẫn không cần năng lượng để bảo trì. Nó sẽ phản ánh các proton giữa các vì sao, làm chậm thủ công như vậy.
Tất cả những điều này làm cho lực đẩy năng lượng trực tiếp trở nên đặc biệt hấp dẫn cho đến khi thực hiện các nhiệm vụ kiểu Genesis (và ngược lại). Ngoài việc mất ít thời gian hơn để tiếp cận hệ thống sao khác so với nhiệm vụ phi hành đoàn (tức là tàu thế hệ, hoặc nơi hành khách đang ở trạng thái lơ lửng), mục tiêu giới thiệu sự sống đến các thế giới sẽ không phải trả giá và đi lại thời gian đáng giá
Gros cũng chỉ ra thực tế rằng sự hiện diện của oxy nguyên thủy thực sự có thể ngăn sự sống xuất hiện trên các ngoại hành tinh quay quanh các ngôi sao loại M (sao lùn đỏ). Thông thường được coi là một dấu hiệu của khả năng cư trú tiềm năng (hay còn gọi là dấu ấn sinh học), nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng sự hiện diện của oxy trong khí quyển không nhất thiết chỉ ra con đường đến sự sống.
Nói tóm lại, khí oxy là cần thiết cho sự tồn tại của sự sống phức tạp (như chúng ta biết) và sự hiện diện của nó trong bầu khí quyển Trái đất là kết quả của các sinh vật quang hợp (như vi khuẩn lam và thực vật). Tuy nhiên, trên các hành tinh quay quanh các ngôi sao loại M, nó có thể là kết quả của sự phân ly hóa học, trong đó bức xạ từ ngôi sao mẹ đã biến hành tinh nước thành hành tinh thành hydro (thoát ra ngoài không gian) và oxy trong khí quyển.
Đồng thời, Gros chỉ ra khả năng oxy nguyên thủy có thể là rào cản đối với các điều kiện tiền sinh học. Mặc dù các điều kiện mà sự sống xuất hiện trên Trái đất vẫn chưa hoàn toàn được hiểu rõ, nhưng người ta tin rằng các sinh vật đầu tiên xuất hiện trong môi trường phản ứng hóa học cấu trúc vi mô được điều khiển bởi một nguồn năng lượng bền vững (như lỗ thông thủy nhiệt kiềm).
Nói cách khác, sự sống trên Trái đất được cho là đã xuất hiện trong điều kiện có thể gây độc cho hầu hết các dạng sống hiện nay. Chỉ qua một quá trình tiến hóa phải mất hàng tỷ năm, cuộc sống phức tạp (phụ thuộc vào khí oxy để tồn tại) mới có thể xuất hiện. Các yếu tố khác, chẳng hạn như quỹ đạo hành tinh, lịch sử địa chất hoặc bản chất của ngôi sao mẹ của nó, cũng có thể đóng góp cho các hành tinh là một hành tinh tạm thời có thể ở được.
Điều này có nghĩa là gì, về mặt các hành tinh ngoài mặt trời giống như Trái đất quay quanh các ngôi sao loại M, là sự bảo vệ hành tinh sẽ không nhất thiết phải áp dụng. Nếu không có cuộc sống bản địa để bảo vệ, và tỷ lệ xuất hiện của nó là không tốt, thì loài người sẽ giúp cuộc sống nổi lên tại địa phương, và không cản trở nó. Như Gros giải thích:
Mars Mars có thể ở được tạm thời, có điều kiện clement sớm, nhưng không phải bây giờ. Những người khác có thể ở được trong 2 hoặc 3 tỷ năm, một khoảng thời gian không đủ để thực vật và động vật tiến hóa bản địa. Nếu sự sống không bao giờ xuất hiện trên một hành tinh, nó sẽ vô trùng mãi mãi, ngay cả khi nó có thể hỗ trợ sự sống. Oxy có khả năng ngăn chặn sự sống xuất hiện ngay từ đầu, độc hại đối với các chu kỳ phản ứng hóa học là tiền thân của sự sống.
Đó là một khái niệm đã được khám phá từ rất lâu trong khoa học viễn tưởng: một loài tiên tiến gieo hạt giống sự sống trên một hành tinh khác, hàng triệu năm trôi qua và kết quả cuộc sống của chúng ta! Trên thực tế, có những người tin rằng đây là cách cuộc sống bắt đầu trên Trái đất - lý thuyết về các phi hành gia cổ đại (vốn là suy đoán thuần túy) - và bằng cách tự mình làm điều này trên các hành tinh khác, chúng ta sẽ tiếp tục truyền thống panspermia này.
Cuối cùng, mục đích đằng sau thực hành bảo vệ hành tinh là rõ ràng. Nếu sự sống nổi lên ngoài Trái đất, thì nó rất khác biệt và xứng đáng có cơ hội phát triển mà không có sự can thiệp từ con người hoặc các sinh vật Trái đất xâm lấn. Điều tương tự cũng đúng với sự sống trên Trái đất, có thể bị phá vỡ bởi các sinh vật ngoài hành tinh được mang về bởi các nhiệm vụ thám hiểm mẫu hoặc trở về.
Nhưng trong trường hợp các hành tinh trên mặt đất quay quanh ngôi sao phổ biến nhất trong thiên hà không có khả năng tìm thấy sự sống (như nghiên cứu gần đây cho thấy), thì việc vận chuyển các sinh vật trên mặt đất đến các hành tinh này thực sự là một ý tưởng tốt. Nếu loài người đơn độc trong Vũ trụ, thì việc truyền bá các sinh vật trên mặt đất theo cách này sẽ phục vụ cho sự sống.
Và nếu, mặc dù đó là một khả năng xa vời, sự sống trên Trái đất là kết quả của panspermia trực tiếp, thì có thể lập luận rằng nhân loại có nhiệm vụ gieo mầm vũ trụ với sự sống. Mặc dù tiền chi trả sẽ không phải là ngay lập tức, nhưng kiến thức mà chúng ta đang mang lại cho cuộc sống ở những thế giới nơi nó có thể không tồn tại được cho là một khoản đầu tư đáng giá.
Lúc nào cũng vậy, các vấn đề của cuộc sống ngoài hành tinh và thám hiểm hành tinh là một vấn đề gây tranh cãi, và chúng ta không có khả năng giải quyết sớm. Mặc dù vậy, có một điều chắc chắn: khi những nỗ lực khám phá Hệ mặt trời và thiên hà của chúng ta tiếp tục, đó là một vấn đề mà chúng ta không thể tránh khỏi.
