Вчений із Гарварду запропонував нову ідею для міжзоряних подорожей: до чого тут мікроби

Мікроби, яких заберуть у космос міжзоряні зонди зі світловими вітрилами за допомогою потужних лазерів, зможуть будувати станції зв'язку, щоб зв'язатися із Землею з околиць Альфа Центавра. Принаймні таку ідею запропонував генетик Джордж Черч із Гарвардського університету, США, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та захопливі новини зі світу науки!

Космічний апарат зі світловим вітрилом

Нова ідея Джорджа Черча ґрунтується на зусиллях вчених використовувати світлові вітрила для того, щоб досягти далеких зірок. Теоретично космічному кораблю, який використовує звичайний ракетний двигун, знадобляться тисячі років, щоб здійснити подорож до інших зірок.

Наприклад, до системи Альфа Центавра, яка є найближчою зірковою системою і знаходиться на відстані 4,3 світлових років або 41 трильйон км, космічному апарату "Вояджер-1" доведеться летіти 75 тисяч років. Про те, де знаходиться цей та інші чотири найдальші космічні апарати NASA, Фокус вже писав.

Нині багато вчених вважають, що тільки космічний апарат зі світловим вітрилом, який використовує енергію сонячного світла, зможе значно скоротити час польоту до інших зірок. Але для цього космічний корабель має бути дуже легким і мати величезне світлове вітрило.

Ще 6 років тому американські вчені запропонували проект під назвою Breakthrough Starshot, який передбачає запуск великої кількості космічних апаратів розміром із мікрочіп зі світловим вітрилом до Альфи Центавра. Вважається, що вони зможуть летіти зі швидкістю, яка становить приблизно 20% швидкості світла та долетять до місця призначення через 20 років. Але ці світлові вітрила, за словами вчених, рухатимуть дуже потужні лазери із Землі. Але ніякого лазера не буде біля Альфа Центавра, а значить ці апарати просто полетять далі, а не зупиняться. Тобто вони не зможуть здійснити посадку на далекій планеті.

"Незважаючи на те, що ці крихітні апарати будуть дуже легкими при русі зі швидкістю в 20% від швидкості світла кожен з них матиме стільки ж енергії, скільки 1/8 потужності атомної бомби, скинутої на Хіросіму. Натомість я пропоную використовувати зонди в мільярд разів легше і енергії у них буде не більше половини харчової калорії. Вони зможуть приземлитися на далекій планеті", — каже Черч.

Крихітні мікробні зонди

Але яка користь від таких апаратів? За словами вченого, якби вони несли генетично модифікованих бактерій, то після приземлення вони змогли б створювати корисне обладнання. Наприклад, місія Starshot вимагає створення масиву лазерів потужністю в 100 гігават, який стане найпотужнішим лазером, коли-небудь створеним людиною. Черч запропонував створити надзвичайно крихітні зонди, яким вистачить для руху щодо скромного лазера. Наприклад, базовому апарату масою близько 40 мг з вітрилом діаметром 40 см може знадобитися тільки лазерна установка потужністю 2 гігавата. Але на цьому апараті буде встановлено тисячі мікробних зондів.

За словами вченого, типова бактерія має масу близько 1 пікограма або одну трильйонну граму, і їй буде потрібно лише вітрило розміром близько 15 мільйонних квадратних дюймів (0,0001 квадратних сантиметра) з масою близько 7,6 пікограм. Такі міжзоряні зонди, швидше за все, будуть схильні до ударів, які можуть вивести їх з ладу або зруйнувати — від порошин або навіть атомів водню. Проте той факт, що можна запустити цілий мільярд таких зондів, втрата багатьох із них не буде проблемою, вважає Черч.

Після того, як зонди досягнуть призначення, за словами Черча, генетично модифіковані мікроби зможуть самі побудувати модулі зв'язку. Однією із стратегій зв'язку може бути біолюмінесценція, за допомогою якої мікроби можуть випромінювати світло, використовуючи види молекул, виявлені у світлячків або інших природно-біолюмінесцентних організмів. Хоча це світло може бути відносно тьмяним, Черч вважає, що за відсутності хижаків і за ідеальних умов зростання мікроби можуть покрити всю планету лише за 124 години. Черч також припустив, що мікроби зможу створити "біолазер", здатний перетворювати зоряне світло на промінь зв'язку. За словами вченого, такий масив зв'язку, збудований цими зондами, може передавати спалахи світла назад на Землю. Ці промені можуть кодувати дані про місце призначення, такі як температура, тиск та рН.

Куди летіти?

За словами вченого, цільовою планетою для відвідування мікробними зондами може стати кам'янистий світ Проксима Центавра b, який знаходиться у зірковій системі Альфа Центавра. Проте він отримує лише 3% світла, необхідного для фотосинтезу, що може ускладнити процвітання будь-яких мікробних зондів.

Іншими цільовими планетами можуть стати світи навколо зірок Альфа Центавра A та B у системі Альфа Центавра. Це можуть бути не кам'янисті планети, натомість вони можуть бути схожі на Уран і Нептун й бути вкритими водою й аміаком. Однак на Землі є мікроби, які можуть вижити у таких місцях.

Багато експертів називають ідею Черча надто фантастичною, але вчений наполягає на її життєздатності.

До речі про живі мікроорганізми. Тільки в наступному десятилітті вчені зможуть дізнатися, чи було життя на Марсі у вигляді мікробів. І зараз збиранням зразків з потенційними ознаками життя займається марсохід Perseverance. Зараз він готує резервну копію ємностей із зразками і навіщо це потрібно, Фокус уже писав.