حوادث احتمالی در اولين سفر بين ستاره ای انسان

[tower2010 696]

نگاهي به حوادث احتمالي در اولين سفر بين ستاره اي انسان

 

 

احتمالا اولين سفر بين ستاره اي براي ساکنان زمين بسيار مشکل خواهد بود. طي اين سفر، بيشتر مسافران از بيماري هاي ناشي از پرتوهاي مضر مي ميرند. هنگامي که فضاپيما به مقصد مي رسد و بر روي سطح يک جهان سرد و متروک و بي حاصل فرود مي آيد، درپوش کپسول باعث مرگ بسياري از جست وجوگران مي شود. روزها از پي هم مي گذرند و در طول اين مدت، تعدادي از بازماندگان بر اثر دماهاي بي نهايت زياد از پاي درمي آيند. بقيه مسافران نيز پس از نوشيدن اسيد از حوض هايي موجود بر سطح سياره مي ميرند.

اما يکي از مسافران نيرومند زنده مي ماند. حتي به زودي اتفاقات بهتري به وقوع مي پيوندد، کاوشگر ما از راه شکفتن يا تقسيم سلولي توليد مثل مي کند. زندگي زميني براي اولين بار با نور يک ستاره بيگانه دوباره به وجود مي آيد. فرايند توليدمثل تغيير کرده و با اين مکان جديد سازگار مي شود. سرانجام جانداران در سراسر سطح سياره پخش شده و در شکل هاي جديدي از حيات رشد و نمو مي کنند.

اما چرا ما مي خواهيم به اين سفر برويم؟

 

چون روياي بشر، سفر به ستاره ديگري است، اين امر غيرممکن نيست، حتي ممکن است به طور باورنکردني به نتايج مطلوبي برسيم. اگر ما نمي توانيم خودمان به اين سفر برويم، اما مي توانيم موجودات تک سلولي را به عنوان فضانورد رهسپار اين سفر کنيم."مايکل ماتنر" پژوهشگر، مي گويد: " ما هم اکنون مي توانيم ميکروارگانيسم ها را به جهان هاي ديگري بفرستيم. ما مي توانيم حيات را در گيتي بگسترانيم. اين هدف زندگي است."

اين فرضيه که شکل هاي ساده اي از حيات مي تواند از سياره اي به سياره ديگر منتقل شود و تحت عنوان " پانس پرميا" "panspermia"شناخته شده است، به دوران گذشته باز مي گردد. پس از قرن نوزدهم دانشمندان به بررسي اين موضوع پرداختند که آيا جانداران مي توانند در سفرهاي طولاني بين ستاره اي زنده بمانند؟ ماتنر معتقد است نبايد شانس را ناديده گرفت.

او مي گويد: " من در سال 1970 ميلادي زماني به اين موضوع علاقه مند شدم که رقابت بر سر سلاح هاي هسته اي و جنگ سرد وجود داشت و اين پرسش به وجود آمد که آيا ما مي خواهيم زنده بمانيم؟ آيا تنها سياره زمين داراي حيات است؟ اگر اين گونه باشد به نظر من جهان ما، جهاني تهي و بي معناست. بايد گفت که سرانجام حيات بر روي زمين نابود خواهد شد." وي معتقد است که ما بايد ايده پانس پرميا را اجرا کنيم. او تنها فردي نيست که به دفاع از اين ايده مي پردازد." کريس مک وي"، اختر زيست شناس، نيز مي گويد:"ما بايد حيات را در کائنات بگسترانيم."

ماتنز اخيرا ايده خود را در خصوص انتشار حيات زميني در سرتاسر کهکشان در مقاله اي به چاپ رساند. او در نظر دارد که سفينه هايي پر از ميکروب را به کمک بادبان خورشيدي به فضاي خارج بفرستد. اولين فضاپيما که توسط بادبان خورشيدي حرکت مي کرد، سال گذشته توسط سازمان فضايي ژاپن به ماموريت فرستاده شد.

اين فضاپيما با توجه به محاسبات ماتنر توانست پيش از برافراشتن بادبان هايش در نزديکي خورشيد با يک حرکت سريع نزولي به سرعتي بيش از 150 کيلومتر بر ثانيه برسد.

ما بايد اولين مسافران کوچک را به کجا بفرستيم؟ مسلما هدف ما، يک سياره سنگي جوان با دمايي معتدل شبيه به زمين است، سياره اي که ممکن است به زودي به واسطه ماموريت "کپلر" ناسا که در سال 2009 فعاليت خود را آغاز کرد، يافت شود.

در اين ماموريت پس از قرارگيري فضاپيما در مداري در منطقه قابل سکونت در اطراف ستاره ميزبان، ميليون ها کپسول شامل اين موجودات براي فرود بر سطح سياره هدف، پراکنده مي شوند.

اما اين کار ساده اي نيست.چنين هدف دوردستي نيازمند هدف گيري دقيق است و مشکل ديگر اين است که، فضاپيما براي ورود به مداري در اطراف ستاره مورد نظر بايد از سرعت خود بکاهد. يک راه حل براي کاهش سرعت فضاپيما استفاده از بادبان خورشيدي است.

اما آيا ممکن است که فضاپيما بدون يک سيستم هدايت فعال به مدت ده ها هزار سال به کار خود ادامه دهد؟

اما هدفي نزديک تر مي تواند قرص هاي متشکل از گاز و غبار در اطراف ستاره هاي جواني مانند بتا - پيکتوريس که در فاصله 63 سال نوري از ما قرار دارد، باشد. ماتنر مي گويد: " اگر شما ميلياردها وسيله نقليه کوچک به سوي اين ستاره ها ارسال کنيد، احتمالا برخي از آنها به مقصد خواهند رسيد.

هر فضاپيما مي توان 100 هزار باکتري فريز و خشک شده را در کپسولي به پهناي 40 ميکرومتر حمل کند که اين کپسول در عقب بادباني با پهناي کمتر از 4 ميلي متر کشيده مي شود. هنگامي که اين کپسول به نزديکي ستاره هدف مي رسند، کشش ناشي از گاز موجود در قرص اطراف ستاره، سرعت آنها را کند مي کند.

اين سفر، مدت زماني طولاني به طول مي انجامد. حتي با سرعتي معادل 150 کليومتر بر ثانيه، سفر به بتا - پيکتوريس بيش از 120 هزار سال طول مي کشد. آيا هيچ ارگانيسم زنده اي مي تواند در چنين سفر حماسي در فضا جان سالم به در برد؟ ماتنر مي گويد: "اين اساسي ترين سوال است."

شايد سخت جان ترين مسافران، باکتري هاي منجمد خشک شده باشند که غالبا براي مدتي طولاني در آزمايشگاه ها نگه داشته شده اند. برخي باکتري ها به هنگام نامساعد بودن شرايط محيط، نوعي سلول خفته به نام "آندوسپور" تشکيل مي دهند.

گفته شده است آندوسپورهايي در کهربا و کريستال هاي نمک موجود در غاري در نيومکزيکو به ترتيب پس از 40 و 250 ميليون سال دوباره زنده شده اند. حتي اگر برخي باکتري ها بتوانند به مدت يک چهارم از يک ميليارد سال را به خواب فرو روند، اما بايد گفت زنده ماندن در غار شباهت بسيار کمي به زنده ماندن در فضا دارد.

ورود مردگان

 

بزرگ ترين خطر، پرتوهاي کيهاني است (پروتون ها و ديگر ذرات باردار پر انرژي که مي توانند سبب نابودي دي.ان.اي شوند). ما به سبب وجود جو زمين، از بيشتر پرتوهاي کيهاني و باد خورشيدي محافظت شده ايم، اما در فضاي بين ستاره اي، مسافران ميکروبي موجود در کپسولي کوچک بدون هيچ گونه محافظي با اين پرتوها مواجه مي شوند.

ما مي دانيم که آنها مي توانند حداقل براي مدت چند سال حريف اين پرتوها شوند. باکتري ها بيش از 18 ماه در خارج از ايستگاه فضايي بين المللي زنده مانده اند. "لويس دارتنل" از دانشگاه کالج لندن که بر روي روش هاي زنده ماندن ميکروب ها در مريخ مطالعه مي کند مي گويد: " طولاني بودن مدت اين سفر چالش هاي بيشتري را به همراه دارد.

شايد يک راه حل، ارسال مسافران ميکروبي بيشتري در هر کپسول به فضا باشد. بيشتر مسافران بر اثر پرتوهاي زيان بار در مسير اين سفر مي ميرند، اما بخش کوچکي جان سالم به در مي برند." طبق محاسبات وي، پس از يک ميليون سال و بدون هيچ گونه محافظي، حدودا از يک ميليون باکتري خشک شده منجمد تنها يک باکتري زنده مي ماند. ماتنر مي گويد: " با سرعت هاي ايجاد شده توسط بادبان خورشيدي، يک ميليون سال، براي سفري معادل 500 سال نوري، زماني طولاني است.

پس شايد اهميتي نداشته باشد اگر اين جانداران در هنگام ورود مرده باشند. "سال گذشته "پاول وسون" از موسسه اخترفيزيک هرزبرگ در کانادا اظهار داشت که حتي اجساد متلاشي شده ميکروب ها، بقاياي درهم شکسته دي. ان. اي و ديگر بيومولکول ها مي توانند دوباره حيات را پديدار کنند. او اين ايده را necropanspermia ناميد.

اگر بر سطح فضاپيما حفاظي با چند متر ضخامت قرار گيرد. خسارات ناشي از پرتوهاي کيهاني کاهش مي يابد.

اين راه حل ها به فضاپيمايي با ابعاد بسيار بزرگ تر نياز دارند. بنابراين يکي از ادعاهاي ماتنر مبني بر اين که هزينه اجراي ايده پانس پرميا نسبتا کم است، درست نخواهد بود. از همه اينها گذشته، سرمايه گذاري براي چنين پژوژه اي که شايد پس از ميلياردها سال نتيجه اي در بر نداشته باشد و ممکن است هرگز متوجه موفقيت يا عدم موفقيت آن نشويم، آن چنان جذاب نخواهد بود. هزينه عملي کردن اين پروژه به عوامل زيادي وابسته است. چه تعداد کپسول براي اين سفر فضايي مورد نياز است تا بتوانيم تعداد مورد نظر از اين باکتري ها را به صورت زنده بر سطح سياره اي جوان بنشانيم؟ ماتنر حدس مي زند تعداد اين کپسول ها بايد 100 عدد باشد. اما مک کي مي گويد اين تعداد کپسول ها بر روي زميني حاصلخيز بسيار کم است. اما ما به آساني مي توانيم ميلياردها کپسول بسازيم."

شايد چندين ميليارد کپسول مورد نياز باشد. حتي نزديک ترين سيستم هاي سياره اي در فاصله بسيار دوري از ما قرار گرفته اند. و تعداد زيادي از اين کپسول ها از بين مي روند. از آن گذشته، سياره مقصد ما در حال حرکت است و ما براي فرودي موفق بر سطح آن به اندازه گيري هاي فوق دقيق از حرکت اين جرم نيازمنديم. ماتنر مي گويد: اين امر مي تواند تا چند دهه آينده به کمک آرايه هاي تلسکوپي مستقر بر روي زمين امکان پذير باشد.

اما مارک ميلز از موسسه تائوزرو که پژوهش هايي را در زمينه سفرهاي بين ستاره اي انجام مي دهد. دستيابي به اين هدف را مشکل مي داند. او مي گويد: " رسيدن به سياره هدف بسيار مشکل است و رسيدن به مقصد با فضاپيماهايي که به کمک اين بادبان ها حرکت مي کنند بسيار مشکل تر از سفر با فضاپيماهايي است که مي توانند ضمن پيشروي مسير خود را تصحيح کنند. اما يکي از ايده هاي معروف مانتر اين مشکلات را کم رنگ مي کند."

او اميدوار است که بتواند حيات را در کل مناطق شکل گيري ستاره که بي شمار ستاره جوان در آنها يافت مي شوند برپا کند. از جمله اين مناطق مي توان به سحابي رومارافساي که در فاصله 500 سال نوري از ما قرار دارد اشاره کرد. اين، هدف بزرگي است.

از سوي ديگر چنين هدف بزرگ مقياسي احتمالا نيازمند ميليون ها برابر کپسول به زيادي کپسول هاي مورد نياز براي يک سياره يا قرص برافزايشي در حال شکل گيري سياره است. ممکن است پيش از آن که هر گونه حياتي شکل گيرد بيشتر جانداران به مدت ميليون ها سال در معرض باران سخت پرتوي کيهاني قرار گيرند.

اگر فضاپيماهاي ساده نتواند از عهده اجراي اين پروژه برآيند، بايد از فناوري بالاتري استفاده کرد. از لحاظ تئوري بادبان هايي که نه به کمک نور خورشيد بلکه توسط ليزرهاي عظيمي در مدار زمين هدايت مي شوند مي توانند به سرعت هايي معادل هزاران کيلومتر بر ثانيه برسند، به اين ترتيب زمان سفر کوتاه تر شده و احتمالا نشانه روي اين گونه فضاپيماها نسبت به فضاپيماهايي که توسط بادبان خورشيدي حرکت مي کنند دقيق تر خواهد بود. روباتيک هاي پيشرفته حتي توانستند مسافران ميکروبي را به مطمئن ترين پناهگاه ها در جهان جديد هدايت کنند.

با اين که مشکلات بزرگي بر سر راه ما قرار دارد اما بدون شک فرستادن باکتري ها ساده تر از ارسال انسان ها مي باشد. ماتنر معتقد است: " هدف ما از زندگي، رواج دادن آن در کل گيتي است. اگر ما بتوانيم حيات را در چند صد سياره براي باکتري ها فراهم کنيم، سير تکامل تدريجي طي خواهد شد و مي توانيم اميدوار باشيم که برخي از موجودات هوشمند رشد و نمو کنند."

مک کي با اين نظر موافق است و مي گويد: " زماني که به جهان اطراف مي نگريم، با موارد بسيار متفاوتي برخورد مي کنيم، اما تنها مورد ارزشمند و جالب، حيات است. من با اين نظر موافقم که بشر بايد شکل هاي متفاوتي از حيات را در جهان بسط دهد."

انتخاب مسافر

 

اگر ما بخواهيم حيات را در سيارات دور دست برقرار کنيم، چه موجوداتي را بايد ارسال کنيم؟ اولين چالش اين است که در اين سفر زنده بمانيم. شايد بهترين انتخاب باکتري دينوکوکوس راديودورانس باشد.

اين باکتري علاوه بر مقاومت در برابر پرتوهاي راديواکتيو و فرابنفش مي تواند در شرايط آب و هوايي بي نهايت گرم يا سرد زنده بماند. به هر حال دينوکوکوس راديودورانس نمي تواند آندوسپورهاي بادوام را شکل دهد و براي اين منظور نيازمند اکسيژن و ترکيبات ارگانيکي مي باشد که در يک جهان جديد بي حاصل در دسترس نيست.

آن چه ممکن است در اين جهان ها در دسترس باشد عبارتند از متان، هيدروژن يا ترکيبات سولفيد و غذاي ميکروب ها مانند آنچه که در عمق دريا يافت مي شود. گزينه ديگر مي تواند شامل ارگانيسم هاي فوتوسنتتيک مانند سيانوباکتري ها باشد. آنها قادرند غذاي خود را تامين کرده و اکسيژن توليد کنند. البته ممکن است ميلياردها سال طول بکشد تا اکسيژن به ميزاني که حيوانات نياز دارند، برسد.

يافتن زمين حاصلخيز نبايد مشکل باشد. مايکل ماتنر از دانشگاه کومونويلز ويرجينيا در ريچموند جلبک ها و حتي مارچوبه هاي زينتي کوچک را بر روي اين شهاب سنگ ها پرورش داده شده اند، به پر باري محصولاتي است که در زمين هاي کشاورزي سياره خودمان رشد مي کنند."

قصد ماتنر پر کردن کهکشان با مارچوبه هاي زينتي نيست بلکه او به فرستادن ارگانيسم هاي پيشرفته تر مي انديشد. ممکن است تقريبا 2 ميليارد سال طول بکشد تا سلول هاي مرکب از باکتري ها منتج شوند. به عنوان مثال ممکن است هنگام ارسال جلبک هاي تک سلولي گذر از يک تنگناي تکاملي سبب سرعت بخشيدن به ظهور ارگانيسم هاي چند سلولي شود. سلول هاي پيچيده با احتمال بسيار کمتري در اين سفر جان سالم به در مي برند.

ماتنر پيشنهاد مي دهد براي افزايش شانس زنده ماندن ميکروب ها، مخلوطي گوناگون از سلول هاي ساده شامل "کران دوست" هايي که تحمل مقاومت در دماهاي بالا يا پايين با اسيديته بالا را دارند ارسال کنيم. مهندسان ژنتيک توانستند ابرذراتي را که مي توانند در سفرهاي فضايي طولاني زنده بمانند و قادرند از منابع انرژي متفاوت استفاده کرده و در محيط هاي متنوعي به حيات خود ادامه دهند به وجود آورند.

نابودي کامل

 

اما يک خطر وجود دارد. ممکن است اين پروژه نتيجه عکس بدهد. حضور مهاجران زميني ممکن است از ظهور شکل هاي جديدي از حيات که به طور اتفاقي رشد کرده اند، جلوگيري کنند. بدتر از اينها اين که مهاجران ممکن است شکل هايي از حيات بومي را نابود کنند.

حال اين نتيجه مخالف را بررسي مي کنيم. "باري ديگرگوريو"، اختر زيست شناس و نويسنده از دانشگاه کارديف انگلستان اين سوال را مطرح مي کند که اگر تمدن ديگري شامل ميکروب هاي بيگانه به زمين فرستاده شود ما چه واکنشي نشان مي دهيم و تاثير منفي آن بر زيست کره زمين چقدر است؟

او مي گويد: " تا زماني که ما مطمئن نشده ايم ميکروب ها به حيات صدمه اي نمي زنند نبايد آنها را ارسال کنيم. اما اگر زمين در حال مواجه شدن با يک رويداد خورشيدي يا فاجعه اي مانند برخورد سيارک يا دنباله دار باشد، بايد اين ايده را اجرا کنيم."

اما بقيه کمتر احساس نگراني مي کنند. دارتنل مي گويد: "به نظر من بومياني که با محيط شان سازگار شده اند، مي توانند به خوبي حريف بيگانگان شوند. اما ممکن است هميشه اين گونه نباشد."

تلسکوپ هاي فضايي از جمله جست وگوگر سيارات زمين مانند ناسا توانست پيش از ارسال کپسول ها جست و جوهايي را براي يافتن نشانه هايي از حيات در جهان هاي ديگر انجام دهد. دارتنل مي گويد: "آنها نمي توانند مراحل اوليه شکل گيري حيات را آشکازسازي کنند اما بايد مکاني را که در آن زيست کره برپا شده است بيابند." اگر اين جست وجوها چنين نشانه هايي را پيدا نکنند، بدين معني است که مراحل شکل گيري حيات به سادگي و خود به خودي صورت نمي پذيرد و نيازمند کمک ماست." از سوي ديگر اگر حيات در جهان هاي ديگر يافت شود، نيازي به اجراي ايده پانس پرميا وجود نخواهد داشت.

يافتن کهکشاني پر از موجودات بيگانه، شايد گواهي باشد بر اين که حيات به طور خود به خود شکل مي گيرد و يا ممکن است نشانه اي باشد مبني بر اين که حيات به سرعت پانس پرميا طبيعي بين سيستم هاي ستاره اي منتشر مي شود، شايد هم هر دوي اين فرضيه ها ثابت شوند. امکان ديگر، طبق پيشنهاد کارل "ساگان" در سال 1966 اين است که تمدن ديگري ميلياردها سال پيش ايده ما را به طور موفقيت آميزي اجرا کرد و به اين ترتيب جانداراني را در سرتاسر کهکشانش منتشر ساخت. آيا اجداد ما تنها بازماندگان فضاپيمايي بودند که بر روي يک سياره متروک و بي حاصل به دور از خانه خود فرود آمدند؟

منبع: نيوساينتيست، 5 فوريه 2011

منبع: ماهنامه دانشمند شماره 575