Das Genesis-Projekt: Mit Roboter-Genfabriken die Galaxie mit Leben besäen

In den letzten zehn Jahren hat die Geschwindigkeit, mit der außersolare Planeten entdeckt und charakterisiert wurden, enorm zugenommen. Aus diesem Grund ist die Frage, wann wir diese fernen Planeten direkt erforschen könnten, immer wieder aufgetaucht. Darüber hinaus ist die uralte Frage, was wir finden könnten, wenn wir dort ankommen – d. H. Ist die Menschheit allein im Universum oder nicht? – hat auch neue Kraft entwickelt.

Diese Fragen haben zu einer Reihe interessanter und ehrgeiziger Vorschläge geführt. Dazu gehören Project Blue, ein Weltraumteleskop, mit dem Planeten, die Alpha Centauri umkreisen, direkt beobachtet werden können, und Breakthrough Starshot, mit dem ein lasergesteuertes Nanotransplantat in nur 20 Jahren an Alpha Centauri gesendet werden soll. Aber der vielleicht gewagteste Vorschlag kommt in Form von Project Genesis, das versuchen würde, entfernte Planeten mit Leben zu versorgen.

Dieser Vorschlag wurde von Dr. Claudius Gros, einem theoretischen Physiker des Instituts für Theoretische Physik der Goethe-Universität Frankfurt, unterbreitet. 2016 veröffentlichte er ein Papier, in dem beschrieben wurde, wie Robotermissionen, die mit Genfabriken (oder kryogenen Hülsen) ausgestattet sind, verwendet werden können, um mikrobielles Leben auf „vorübergehend bewohnbare Exoplaneten“ zu verteilen – dh Planeten, die das Leben unterstützen können, aber wahrscheinlich nicht dazu führen ihre eigenen.

Vor nicht allzu langer Zeit schrieb das Space Magazine über Dr. Gros 'jüngste Studie, in der er vorschlug, ein interstellares Raumschiff mit einem Magnetsegel zu verlangsamen. Wir hatten das Glück, Dr. Gros wieder zu treffen und ihn nach Project Genesis zu fragen. Unten finden Sie unsere Fragen und Antworten. Lesen Sie auch sein wegweisendes Papier, in dem dieses Projekt beschrieben wird: „Entwicklung von Ökosphären auf vorübergehend bewohnbaren Planeten: Das Genesis-Projekt“.

Was ist der Zweck von Project Genesis?

Exoplaneten gibt es in allen Größen, Temperaturen und Zusammensetzungen. Der Zweck des Genesis-Projekts besteht darin, den Exoplaneten, die möglicherweise bewohnbar, aber dennoch leblos sind, alternative Entwicklungspfade für das terrestrische Leben anzubieten. Die Grundphilosophie der meisten Wissenschaftler ist heutzutage, dass einfaches Leben im Universum üblich und komplexes Leben selten ist. Das wissen wir nicht genau, aber im Moment ist das der Konsens.

Wenn Sie gute Bedingungen hatten, kann sich ein einfaches Leben sehr schnell entwickeln, aber ein komplexes Leben wird es schwer haben. Zumindest auf der Erde dauerte es sehr lange, bis komplexes Leben eintraf. Die kambrische Explosion ereignete sich erst vor etwa 500 Millionen Jahren, ungefähr 4 Milliarden Jahre nach der Entstehung der Erde. Wenn wir Planeten die Möglichkeit geben, die Evolution voranzutreiben, können wir ihnen die Möglichkeit geben, ihre eigenen kambrischen Explosionen durchzuführen.

Welche Welten würden ins Visier genommen?

Die Hauptkandidaten sind bewohnbare „Sauerstoffplaneten“ um M-Zwerge wie TRAPPIST-1. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die sauerstoffreiche Uratmosphäre dieser Planeten in erster Linie die Abiogenese verhindert hat, dh die Bildung von Leben. Unsere Galaxie könnte möglicherweise Milliarden bewohnbarer, aber lebloser Sauerstoffplaneten beherbergen.

Heutzutage suchen Astronomen nach Planeten um M-Sterne. Diese unterscheiden sich sehr von Planeten um sonnenähnliche Sterne. Sobald sich ein Stern bildet, dauert es eine gewisse Zeit, bis er sich bis zu dem Punkt zusammenzieht, an dem die Fusion beginnt, und er beginnt, Energie zu produzieren. Für die Sonne dauerte dies 10 Millionen Jahre, was sehr schnell ist. Für Sterne wie TRAPPIST-1 würde es 100 Millionen bis 1 Milliarde Jahre dauern. Dann müssen sie sich zusammenziehen, um ihre anfängliche Wärme abzuleiten.

Die Planeten um TRAPPIST-1 wären sehr heiß gewesen, weil der Stern lange Zeit sehr heiß war. Das gesamte Wasser in ihren Stratosphären, die UV-Strahlung, hätte es in Wasserstoff und Sauerstoff getrennt – der Wasserstoff entkam und der Sauerstoff blieb zurück. Alle Umfragen haben gezeigt, dass sie Sauerstoffatmosphären haben, aber dies ist das Produkt der chemischen Trennung und nicht von Pflanzen (wie bei der Erde).

Es besteht eine gute Chance, dass Sauerstoffplaneten steril sind, da Sauerstoffplaneten präbiotische Bedingungen auffressen. Wir glauben, dass es in unserer Galaxie Milliarden von Sauerstoffplaneten geben kann. Sie würden kein Leben haben, und komplexes Leben braucht Sauerstoff. In der Science-Fiction gibt es all diese Planeten, die sich ähneln. Wir könnten uns vorstellen, dass wir dies in einer halben Milliarde Jahren haben könnten, weil wir Sauerstoffplaneten ausgesät haben (nur konnten wir nicht schnell dorthin reisen, da wir keine FTL haben).

Welche Art von Organismen würde gesendet werden?

Die erste Welle würde aus einzelligen Autotrophen bestehen. Das sind photosynthetisierende Bakterien wie Cyanobakterien und Eukaryoten (der Zelltyp, der das gesamte komplexe Leben ausmacht, dh Tiere und Pflanzen). Heterotrophe würden in einem zweiten Stadium folgen, Organismen, die sich von anderen Organismen ernähren und nur existieren können, nachdem Autotrophen existieren und Wurzeln schlagen.

Wie würden diese Organismen gesendet werden?

Das hängt von der Technologie ab. Wenn es voranschreiten kann, können wir eine Genfabrik miniaturisieren. Im Prinzip ist die Natur eine Miniatur-Genfabrik. Alles, was wir produzieren wollen, ist sehr klein. Wenn es möglich ist, wäre dies die beste Option. Senden Sie eine Genbank ein und wählen Sie dann den optimalsten Organismus zum Senden aus. Wenn dies nicht möglich ist, müssten Sie gefrorene Keime haben. Am Ende kommt es darauf an, was technisch verfügbar wäre.

Sie könnten auch synthetisches Leben einschicken. Die synthetische Biologie ist ein sehr aktives Forschungsgebiet, in dem der genetische Code neu programmiert wird. In der Science-Fiction haben Sie ein fremdes Leben mit einem anderen genetischen Code. Heute versuchen die Menschen, dies hier auf der Erde zu produzieren. Das Endziel ist es, neue Lebensformen zu haben, die auf einem anderen Code basieren. Dies wäre auf der Erde sehr gefährlich, aber auf einem weit entfernten Planeten wäre es von Vorteil.

Was ist, wenn diese Welten nicht steril sind?

Bei Genesis dreht sich alles um das Leben, nicht um die Zerstörung des Lebens. Deshalb möchten wir das vermeiden. Die Sonden müssten in die Umlaufbahn, daher sind wir ziemlich sicher, dass wir aus der Umlaufbahn komplexes Leben an der Oberfläche erkennen können. Das Genesis-Projekt war für Planeten gedacht, die für die Ewigkeit nicht bewohnbar sind. Die Erde ist seit Milliarden von Jahren bewohnbar, aber wir sind uns nicht sicher über bewohnbare Exoplaneten.

Exoplaneten kommen in allen Größen, Temperaturen und Lebensräumen vor. Viele dieser Planeten werden nur für einige Zeit bewohnbar sein, vielleicht 1 Milliarde Jahre. Das Leben dort wird keine Zeit haben, sich zu komplexen Lebensformen zu entwickeln. Sie haben also die Entscheidung: Lassen Sie sie so, wie sie sind, oder nutzen Sie die Chance, dort ein komplexes Leben zu entwickeln.

Einige glauben, dass alle Bakterien es wert sind, gerettet zu werden. Auf der Erde gibt es keinen Schutz für Bakterien. Aber Bakterien, die auf verschiedenen Planeten leben, werden unterschiedlich behandelt. Planetenschutz, warum machen wir das? Also können wir das Leben studieren oder um das Leben selbst zu schützen? Der Mars hatte höchstwahrscheinlich einmal Leben, aber jetzt nicht mehr, außer vielleicht ein paar Bakterien. Trotzdem planen wir bemannte Missionen zum Mars, was bedeutet, dass der Planetenschutz ausgeschaltet ist. Es ist ein Widerspruch.

Ich bin sehr begeistert davon, Leben zu finden, aber was ist mit den Planeten, auf denen wir kein Leben finden? Dies bietet die Möglichkeit, etwas dagegen zu unternehmen.

Könnte die Menschheit eines Tages davon profitieren (d. H. "Gesäte" Planeten kolonisieren)?

Ja und nein. Ja, denn nichts würde unsere Verstorbenen (oder jede andere Intelligenz, die bis dahin auf der Erde lebt) davon abhalten, Genesis-Planeten in 10 bis 100 Millionen Jahren zu besuchen (die minimale Zeit, in der sich das ursprünglich gesäte Leben vollständig entfalten kann). Nein, da die damit verbundenen Zeitspannen so lang sind, dass es nicht sinnvoll ist, von einem „Nutzen“ zu sprechen.

Wie schnell könnte eine solche Mission durchgeführt werden?

Genesis-Sonden könnten mit demselben Startsystem für gerichtete Energie gestartet werden, das für die Breakthrough Starshot-Initiative geplant ist. Durchbruch Starshot zielt darauf ab, sehr schnelle, sehr kleine, sehr leichte Sonden von etwa 1 Gramm an ein anderes Sternensystem zu senden. Dieselbe Lasertechnologie könnte etwas massiveres, aber langsameres senden. Langsam ist natürlich relativ. Am Ende kommt es also darauf an, was optimal ist.

Das magnetische Segelpapier, das ich kürzlich geschrieben habe, war eine Beispielmission, um zu zeigen, dass es möglich war. Die Sonde hätte etwa die Größe eines Autos (1 Tonne) und würde sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 1000 km / s fortbewegen – langsam für interstellare Bewegungen im Verhältnis zur Lichtgeschwindigkeit, aber schnell für die Erde. Wenn Sie die Geschwindigkeit um den Faktor 100 reduzieren, ist die Masse, die Sie antreiben können, 10.000 schwerer. Sie könnten eine 1-Tonnen-Genesis-Sonde beschleunigen und sie würde immer noch in das Layout von Breakthrough Starshot passen.

Daher könnte die Startanlage doppelt genutzt werden und Sie müssten nichts Neues bauen. Sobald dies geschehen ist, müsste man das Magnetsegel testen. Eine realistische Zeitspanne würde daher im Zeitfenster von 50 bis 100 Jahren liegen.

Welche Gegenargumente gibt es dagegen?

Es gibt drei Hauptlinien von Gegenargumenten. Das erste ist das religiöse Gegenargument, das besagt, dass die Menschheit nicht Gott spielen sollte. Beim Genesis-Projekt geht es jedoch nicht darum, Leben zu schaffen, sondern dem Leben die Möglichkeit zu geben, sich weiterzuentwickeln. Nur nicht auf der Erde, sondern anderswo im Kosmos.

Das zweite ist das Argument des Planetenschutzes, das besagt, dass wir uns nicht einmischen sollten. Einige Leute, die gegen das Genesis-Projekt protestieren, zitieren die „erste Richtlinie“ der Star Trek-TV-Serie. Das Genesis-Projekt unterstützt uneingeschränkt den planetaren Schutz von Planeten, die komplexes Leben beherbergen, und von Planeten, auf denen sich in Zukunft möglicherweise komplexes Leben entwickeln könnte. Das Genesis-Projekt zielt nur auf Planeten ab, auf denen sich kein komplexes Leben entwickeln könnte.

Das dritte Argument betrifft den mangelnden Nutzen für die Menschheit. Das Genesis-Projekt dient ausdrücklich nicht dem menschlichen Nutzen. Unter dem Gesichtspunkt des Überlebens ist es vernünftig zu argumentieren, dass die ethischen Werte einer Spezies (wie der Menschheit) das Wohl der Spezies in den Mittelpunkt stellen müssen. Ethisch ist daher „was gut für unsere eigene Spezies ist“. Es wäre dann unethisch, eine große Menge Geld für ein Projekt wie das Genesis-Projekt auszugeben, das ausdrücklich nicht zum Nutzen unserer eigenen Spezies ist.

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Unser Dank geht an Dr. Gros, der sich die Zeit genommen hat, mit uns zu sprechen! Wir hoffen, in Zukunft mehr von ihm zu hören und wünschen ihm viel Glück bei Project Genesis.

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