星际旅行不是梦：科学家正计划将地球生命发射到星际空间

不再停留在科幻小说，星际旅行的可能性就已经出现在地平线上。尽管我们有生之年可能看不到虚构的曲速超速、超速驾驶、空间折叠之类的真实版本——但我们正在考虑使用触手可及的技术，使生命超越太阳系的束缚。

对于加州大学圣巴巴拉分校的教授 Philip Lubin 和 Joel Rothman 来说，这是一个非常好的时代。他们出生于太空探索取得惊人的时代，带着早期太空时代肆无忌惮的乐观和创造性的火花，使人类第一次发现，原来人类可以离开地球。 Rothman说：“阿波罗登月航行是我生命中最重要的事件之一，直到现在仍然让我大吃一惊，”

自那以来仅仅过去了 50 年，人类对太空的了解和探索太空的技术已经有了巨大的进步，足以让Rothman与实验宇宙学家Lubin一起考虑如何让生命踏上穿越太空的旅程。他们的合作成果发表在Acta Astronautica （宇航学报）杂志上。

“我认为继续探索是我们的宿命，”Rothman说，“看看人类的历史，我们在越来越小的层次上探索到亚原子水平，我们也在越来越大的尺度上进行探索。这种不断探索的动力是我们作为一个物种的核心。”

从大处着眼，从小处着手

人类星际旅行面临的最大挑战是地球与最近的恒星之间的巨大距离。旅行者号的任务已经证明，我们可以将物体送出 120 亿英里的距离，才能离开太阳系周围的日光层。但是这些汽车大小的探测器以每小时超过 35,000 英里的速度，花了 40 年才到达那里，它们与地球的距离只是到下一颗恒星的一小部分。如果他们前往最近的恒星，他们将需要 80,000 多年才能到达它。

这一挑战是 Lubin 工作的主要焦点。传统的机载化学推进器（又名火箭燃料）已过时；它不能提供足够的能量来使飞行器足够快地移动，而且它的重量和推进它所需的当前系统对于飞行器需要达到的相对论速度来说是不可行的，我们需要新的推进技术——这就是 UCSB 使用光作为“推进剂”的定向能源研究计划。

Lubin说：“这是以前从未做过的，以接近光的速度推动宏观物体”。事实上，质量是一个巨大的障碍，在可预见的未来，它排除了任何人类任务。

结果，他的团队转向了机器人和光子学。带有可感知、收集数据并将数据传回地球的小型探测器，将使用位于地球或月球上的激光阵列，以光速的 20% 至 30% 的速度推进。正如Lubin解释的那样，“我们不会带着它离开家”，这意味着主推进系统保持“在家”，而航天器以相对论速度“射出”。主推进激光器开启一小段时间，然后准备发射下一个探测器。

以这些相对论的速度——大约每小时 1 亿英里——大约 需要20 年内到达下一个太阳系 Proxima Centauri。达到这一技术水平将需要不断创新和改进空间晶片以及光子学。制定定向能量推进器实现相对论飞行的项目得到了美国宇航局和私人基金会（如星光计划）的支持。

“当我了解到这些飞行器的质量可以达到克级或更大时，很明显它们可以容纳活的动物，”Rothman说，他意识到他已经研究了几十年的生物，称为秀丽隐杆线虫，可以成为第一个在星际之间旅行的地球生命。Rothman说，这些经过深入研究的蛔虫可能很小，也很普通，但它们是经过实验完成的生物。

他说：“迄今为止，对这种小动物的研究已经为六名研究人员带来了诺贝尔奖”。

秀丽隐杆线虫已经是太空旅行的老手，作为在国际空间站和航天飞机上进行的实验的对象，甚至在哥伦比亚航天飞机悲惨的解体中幸存下来。它们与Rothman研究的其他潜在星际旅行者共享特殊能力，可以被置于假死状态，其中几乎所有的新陈代谢功能都被抑制。数以千计的这些微小生物可以被放置在晶片上，进入假死状态，然后在这种状态下飞行，直到到达目的地。然后，他们可以在他们的微型芯片被唤醒，并精确监测星际旅行对其生物学的影响，通过光子通信将观察结果转发到地球。

行星保护和地外传播

在可预见的未来，我们必将与我们的太阳系息息相关；离开我们的家园星球，人类是脆弱的。但这并没有阻止 Lubin、Rothman、他们的研究团队以及他们的合作者，其中包括一位辐射专家和一位受过科学训练的神学家，他们计划将生命送入太空——甚至可能是在外星系传播生命。

Lubin解释说，他们认真考虑了污染的可能性，无论是从我们的星球到其他星球，反之亦然。

作者认为，到目前为止，还没有前瞻性污染的风险，因为靠近任何其他行星的探测器都会在它们的大气层中燃烧或在与地表的碰撞中消失。因为晶圆飞船是单程旅行，所以没有任何外星微生物返回地球的风险。

太空探索界目前正在考虑的另一个问题是：将人类或地球生命送往火星或其他遥远的地方，知道他们可能永远不会回家，这有什么道德规范？发送小微生物或人类 DNA 怎么样？这些存在的问题与第一次人类迁徙和航海航行一样古老，当我们准备好进行这些旅程时，答案可能就会出现。

“我认为我们不应该，也不会压制我们本性所固有的探索性渴望，”Rothman说。

文献：

Stephen Lantin, Sophie Mendell, Ghassan Akkad, Alexander N. Cohen, Xander Apicella, Emma McCoy, Eliana Beltran-Pardo, Michael Waltemathe, Prasanna Srinivasan, Pradeep M. Joshi, Joel H. Rothman, Philip Lubin.Interstellar space biology via Project Starlight.Acta Astronautica, 2022; 190: 261