Mengirim Kehidupan ke Bintang – Majalah Time.com

Tidak lagi hanya dalam ranah fiksi ilmiah, kemungkinan perjalanan antarbintang telah muncul, secara menggoda, di cakrawala. Meskipun kita mungkin tidak melihatnya dalam hidup kita — setidaknya bukan versi nyata dari jenis fiksi yang mempercepat, hyperdriving, pelipatan ruang — kita memiliki percakapan awal tentang bagaimana kehidupan dapat lepas dari tambatan tata surya kita, menggunakan teknologi yang berada dalam jangkauan.

Untuk profesor UC Santa Barbara Philip Lubin dan Joel Rothman, ini waktu yang tepat untuk hidup. Lahir dari generasi yang melihat kemajuan menakjubkan dalam eksplorasi ruang angkasa, mereka membawa optimisme yang tak terkendali dan percikan kreatif dari Zaman Antariksa awal, ketika manusia pertama kali menemukan bahwa mereka dapat meninggalkan Bumi.

“Pelayaran bulan Apollo adalah salah satu peristiwa paling penting dalam hidup saya dan merenungkannya masih membuat saya takjub,” kata Rothman, seorang profesor terkemuka di Departemen Biologi Molekuler, Seluler, dan Perkembangan, dan seorang “geek luar angkasa” yang mengaku dirinya sendiri.

Hanya 50 tahun telah berlalu sejak era penting itu, tetapi pengetahuan manusia tentang ruang dan teknologi untuk menjelajahinya telah meningkat pesat, cukup bagi Rothman untuk bergabung dengan ahli kosmologi eksperimental Lubin dalam mempertimbangkan apa yang diperlukan makhluk hidup untuk memulai perjalanan melintasi dunia. jarak yang sangat jauh memisahkan kita dari tetangga terdekat kita di galaksi. Hasil kolaborasi mereka dipublikasikan di jurnal UU Astronautika.

“Saya pikir sudah takdir kita untuk terus menjelajah,” kata Rothman. “Lihatlah sejarah spesies manusia. Kami mengeksplorasi pada tingkat yang lebih kecil dan lebih kecil ke tingkat subatomik dan kami juga mengeksplorasi pada skala yang semakin besar. Dorongan menuju eksplorasi tanpa henti seperti itu terletak pada inti dari siapa kita sebagai spesies.”

Berpikir Besar, Mulai dari Kecil

Tantangan terbesar bagi perjalanan antarbintang skala manusia adalah jarak yang sangat jauh antara Bumi dan bintang-bintang terdekat. Itu pengembara misi telah membuktikan bahwa kita dapat mengirim objek melintasi 12 miliar mil yang diperlukan untuk keluar dari gelembung yang mengelilingi tata surya kita, heliosfer. Tetapi wahana seukuran mobil, yang melaju dengan kecepatan lebih dari 35.000 mil per jam, membutuhkan waktu 40 tahun untuk mencapai sana dan jarak mereka dari Bumi hanya sebagian kecil dari jarak ke bintang berikutnya. Jika mereka menuju ke bintang terdekat, mereka akan membutuhkan waktu lebih dari 80.000 tahun untuk mencapainya.

Tantangan itu adalah fokus utama pekerjaan Lubin, di mana ia membayangkan kembali teknologi yang diperlukan untuk mencapai tata surya berikutnya dalam istilah manusia. Propulsi kimia onboard tradisional (alias bahan bakar roket) sudah habis; itu tidak dapat menyediakan energi yang cukup untuk menggerakkan kapal dengan cukup cepat, dan beratnya serta sistem saat ini yang dibutuhkan untuk mendorong kapal tidak layak untuk kecepatan relativistik yang perlu dicapai oleh kapal tersebut. Teknologi propulsi baru diperlukan — dan di sinilah UCSB mengarahkan program penelitian energi menggunakan cahaya sebagai “propelan” masuk.

“Ini belum pernah dilakukan sebelumnya, untuk mendorong objek makroskopik dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya,” kata Lubin, seorang profesor di Departemen Fisika. Misa adalah penghalang yang sangat besar, pada kenyataannya, itu mengesampingkan misi manusia apa pun di masa mendatang.

Akibatnya, timnya beralih ke robot dan fotonik. Probe kecil dengan instrumentasi onboard yang merasakan, mengumpulkan, dan mengirimkan data kembali ke Bumi akan didorong hingga 20-30% dari kecepatan cahaya oleh cahaya itu sendiri menggunakan susunan laser yang ditempatkan di Bumi, atau mungkin di bulan. “Kami tidak meninggalkan rumah dengan itu,” seperti yang dijelaskan Lubin, yang berarti sistem propulsi utama tetap “di rumah” sementara pesawat ruang angkasa “ditembak” dengan kecepatan relativistik. Laser propulsi utama dihidupkan untuk waktu yang singkat dan kemudian probe berikutnya disiapkan untuk diluncurkan.

“Ini mungkin akan terlihat seperti wafer semikonduktor dengan tepi untuk melindunginya dari radiasi dan serangan debu saat melewati medium antarbintang,” kata Lubin. “Mungkin akan seukuran tanganmu untuk memulai.” Saat program berkembang, pesawat ruang angkasa menjadi lebih besar dengan kemampuan yang ditingkatkan. Teknologi inti juga dapat digunakan dalam mode yang dimodifikasi untuk mendorong pesawat ruang angkasa yang jauh lebih besar di dalam tata surya kita dengan kecepatan lebih lambat, yang berpotensi memungkinkan misi manusia ke Mars hanya dalam waktu satu bulan, termasuk penghentian. Ini cara lain untuk menyebarkan kehidupan, tetapi di tata surya kita.

Pada kecepatan relativistik ini — kira-kira 100 juta mil per jam — wafercraft akan mencapai tata surya berikutnya, Proxima Centauri, dalam waktu kira-kira 20 tahun. Untuk mencapai tingkat teknologi itu akan membutuhkan inovasi dan peningkatan berkelanjutan baik dari wafer luar angkasa, maupun fotonik, di mana Lubin melihat “pertumbuhan eksponensial” di lapangan. Proyek dasar untuk mengembangkan peta jalan untuk mencapai penerbangan relativistik melalui propulsi energi terarah didukung oleh NASA dan yayasan swasta seperti program Starlight dan oleh Inisiatif Terobosan sebagai program Starshot.

“Ketika saya mengetahui bahwa massa pesawat ini dapat mencapai tingkat gram atau lebih besar, menjadi jelas bahwa mereka dapat menampung hewan hidup,” kata Rothman, yang menyadari bahwa makhluk yang telah dipelajarinya selama beberapa dekade, yang disebut C. elegans, dapat jadilah penduduk bumi pertama yang melakukan perjalanan di antara bintang-bintang. Cacing gelang yang dipelajari secara intensif ini mungkin kecil dan polos, tetapi mereka adalah makhluk yang dicapai secara eksperimental, kata Rothman.

“Penelitian pada hewan kecil ini telah menghasilkan hadiah Nobel untuk enam peneliti sejauh ini,” katanya.

C. elegans sudah menjadi veteran perjalanan ruang angkasa, sebagai subjek eksperimen yang dilakukan di Stasiun Luar Angkasa Internasional dan di atas pesawat ulang-alik, bahkan selamat dari kehancuran tragis pesawat ulang-alik Columbia. Di antara kekuatan khusus mereka, yang mereka bagi dengan pelancong antarbintang potensial lainnya yang dipelajari Rothman, tardigrades (atau, lebih tepatnya, beruang air) dapat ditempatkan dalam keadaan mati suri di mana hampir semua fungsi metabolisme ditahan. Ribuan makhluk kecil ini dapat ditempatkan di wafer(tautan bersifat eksternal), dimasukkan ke dalam mati suri, dan diterbangkan dalam keadaan itu hingga mencapai tujuan yang diinginkan. Mereka kemudian dapat dibangunkan di StarChip kecil mereka dan secara tepat dipantau untuk setiap efek perjalanan antarbintang yang terdeteksi pada biologi mereka, dengan pengamatan yang diteruskan ke Bumi melalui komunikasi fotonik.

“Kita dapat bertanya seberapa baik mereka mengingat perilaku terlatih ketika mereka terbang menjauh dari asal mereka di bumi dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya, dan memeriksa metabolisme, fisiologi, fungsi neurologis, reproduksi dan penuaan mereka,” tambah Rothman. “Sebagian besar eksperimen yang dapat dilakukan pada hewan-hewan ini di laboratorium dapat dilakukan di atas StarChips saat mereka melintasi kosmos.” Efek dari pengembaraan yang begitu lama pada biologi hewan dapat memungkinkan para ilmuwan untuk memperkirakan efek potensial pada manusia.

“Kita dapat mulai memikirkan desain pengangkut antarbintang, apa pun itu, dengan cara yang dapat memperbaiki masalah yang terdeteksi pada hewan kecil ini,” kata Rothman.

Tentu saja, bisa mengirim manusia ke ruang antarbintang sangat bagus untuk film, tetapi kenyataannya masih jauh dari mimpi. Pada saat kita mencapai titik itu, kita mungkin telah menciptakan bentuk kehidupan yang lebih cocok atau mesin manusia hibrida yang lebih tangguh, kata Lubin.

“Ini adalah program generasi,” katanya. Ilmuwan dari generasi mendatang idealnya akan berkontribusi pada pengetahuan kita tentang ruang antarbintang dan tantangannya, dan meningkatkan desain pesawat seiring dengan peningkatan teknologi. Dengan sistem propulsi utama yang ringan, teknologi yang mendasarinya berada pada kurva pertumbuhan eksponensial, seperti elektronik dengan “Hukum Moore” seperti kemampuan yang berkembang.

Perlindungan Planet dan Propagasi Extraterrestrial

Kita terikat pada tata surya kita untuk masa depan yang dapat diperkirakan; manusia rapuh dan rapuh jauh dari planet asal kita. Tapi itu tidak menghentikan Lubin, Rothman, tim peneliti mereka dan beragam kolaborator mereka, yang meliputi spesialis radiasi dan teolog yang terlatih sains, untuk merenungkan aspek fisiologis dan etis dari pengiriman kehidupan ke luar angkasa — dan bahkan mungkin menyebarkan kehidupan di dunia. ruang angkasa.

“Ada etika,” Lubin menjelaskan, “perlindungan planet,” di mana pemikiran serius diberikan pada kemungkinan kontaminasi, baik dari planet kita ke planet lain atau sebaliknya. “Saya pikir jika Anda mulai berbicara tentang penyebaran langsung kehidupan, yang kadang-kadang disebut panspermia — gagasan bahwa kehidupan datang dari tempat lain dan berakhir di bumi oleh komet dan puing-puing lainnya, atau bahkan dengan sengaja dari peradaban lain — gagasan bahwa kita akan dengan sengaja mengirimkan kehidupan memang memunculkan pertanyaan besar.”

Sejauh ini, penulis berpendapat, tidak ada risiko kontaminasi ke depan, karena probe yang mendekati planet lain akan terbakar di atmosfer mereka atau dilenyapkan dalam tabrakan dengan permukaan. Karena wafercraft sedang dalam perjalanan satu arah, tidak ada risiko mikroba luar angkasa akan kembali ke Bumi.

Meskipun masih agak terpinggirkan, teori panspermia tampaknya mendapat perhatian serius, jika terbatas, mengingat betapa mudahnya menyebarkan kehidupan ketika kondisinya tepat dan penemuan beberapa planet ekstrasurya dan benda langit lainnya yang mungkin telah, atau bisa jadi, mendukung kehidupan seperti yang kita kenal.

“Beberapa orang telah merenungkan dan menerbitkan ide-ide seperti ‘apakah alam semesta adalah eksperimen lab dari beberapa peradaban maju,’” kata Lubin. “Jadi orang pasti mau memikirkan peradaban maju. Pertanyaannya bagus tapi jawabannya lebih baik. Saat ini kami hanya merenungkan pertanyaan-pertanyaan ini tanpa jawaban.”

Masalah lain yang saat ini sedang direnungkan dalam komunitas eksplorasi ruang angkasa yang lebih luas: Apa etika mengirim manusia ke Mars dan tempat-tempat lain yang jauh karena mengetahui bahwa mereka mungkin tidak akan pernah pulang? Bagaimana dengan mengirimkan mikro-organisme kecil atau DNA manusia? Penyelidikan eksistensial ini setua migrasi manusia pertama dan pelayaran pelayaran, jawaban yang kemungkinan akan datang saat kita siap untuk melakukan perjalanan ini.

“Saya pikir kita tidak harus, dan tidak akan, menekan kerinduan eksplorasi yang intrinsik dengan sifat kita,” kata Rothman.

Sumber: UC Santa Barbara