A busca por vida extraterrestre: Missões tripuladas versus auto-replicantes Robots

"As missões robóticas são muito mais barato e pode fornecer informações mais científica, mas não pegar a imaginação do público da mesma maneira, e não espalhar a raça humana no espaço, que eu estou discutindo deve ser a nossa longo prazo estratégia ", diz Stephen Hawking. "Se a raça humana é para continuar por outro milhão de anos, teremos audaciosamente indo onde ninguém jamais esteve."

Será que não tripulados missões robóticas ser capaz de detectar estranhas formas de vida microscópicas não são programados para reconhecer que pode estar escondido abaixo da superfície de Titã de Saturno, ou sob os mares obscuros de lua gigante de Júpiter, Europa?

A resposta a esta questão está no cerne de um dos maiores dos debates em curso na exploração espacial: a questão do homem versus não-tripulados missões robóticas.

NASA opera atualmente mais de 50 naves espaciais robóticas que estão a estudar a Terra e chegar a todo o sistema solar, de Mercúrio a Plutão e mais além. Outras 40 missões não-tripuladas da NASA estão em desenvolvimento, e as agências espaciais da Europa, Rússia, Japão, Índia e China estão em execução ou a construção de seu ofício robótico.

O que não é comumente conhecido, porém, é que muitos dos principais cientistas da NASA também defendem a exploração humana como um objetivo digno de direito próprio e como uma parte muito importante da ciência espacial no século 21. O novo governo Obama estratégia da NASA que favorece fortemente exploração robótica, abriu o debate de novo.

"O programa espacial da NASA amanhã será diferente", diz Wallace Fowler, da Universidade do Texas, um renomado especialista em modelagem e design de naves espaciais e sistemas de exploração planetária. "Vôo espacial humano além Low Earth Orbit (LEO), além de escudos naturais de radiação da Terra (os cinturões de Van Allen), é perigoso."

Atualmente, um ser humano fora dos cinturões de Van Allen pode receber o NASA definido "dose vida" da radiação cósmica galáctica dentro de 200 dias. Se o Sol expele um jacto coronal da radiação em uma tempestade solar na direcção da sonda, uma dose letal pode ser recebido em poucas horas. Marte não tem o equivalente a blindagem dos cintos de Van Allen, portanto, uma base de Marte também precisa de proteção. Até que desenvolver proteção adequada, provavelmente um campo magnético intenso ao redor da nave espacial de viagens, humana, até a lua, provavelmente será limitada.

"As missões robóticas, a curto prazo, será limitado ao interior do sistema solar", acrescentou Fowler aruing as duras realidades das viagens espaciais tripuladas. "No interior do sistema solar (dentro da órbita de Marte), as células solares podem ser usados ​​para sonda de alimentação. Beyond Mars, sistemas de energia da nave espacial se aos meios radioativos para criar eletricidade, e nós não temos atualmente uma fonte de suprimento para o necessário material. Há uma oferta muito pequena de plutônio 238, o elemento radioativo utilizado para fornecer eletricidade para a nave espacial vai Júpiter e além. Nós esgotaram a oferta dos EUA e foram comprando dos russos. Agora eles estão em falta e outros fontes não estão atualmente disponíveis. "

Em uma edição passada da revista Scientific American Jim Bell, um astrônomo e cientista planetário da Universidade Cornell, e autor de "Postcards from Mars", observa que "... você poderia pensar que os pesquisadores como eu, que estão envolvidos na exploração espacial robótica iria demitir missões de astronautas tão caro e desnecessário. "

Mas ele então ele continua: "Embora as missões dos astronautas são muito mais caros e arriscados do que ofício robótico, eles são absolutamente críticos para o sucesso do nosso programa de exploração."

O centro do debate é este: máquinas robóticas só fazer o que eles são programados para fazer, não são programados para detectar estranheza: o inimaginável, o desconhecido, a vida de carbono não estranho que pode ter encontrado em Marte, por exemplo com os dois veículos Viking, em 1976. Cada equipamento transportado para a amostragem do solo marciano e laboratórios de química em miniatura para testar as amostras de sinais de life.The resulta destes laboratórios automatizados pelo rádio de volta para a Terra fosse enigmática: as reações químicas do solo marciano era estranho, diferente de tudo visto na Terra. Mas eles também eram diferentes de qualquer reação que os organismos vivos que produzem.

Ben Bova, o autor de ficção científica de Titã e The Aftermath, seus romances mais recentes é a sua série em curso sobre a expansão da raça humana em todo o Sistema Solar, aponta em uma entrevista que a maioria dos cientistas que examinaram os resultados de Viking, relutantemente concluiu que estava sem vida: "Mas o fato é que a sondas estavam equipadas apenas para detectar sinais de vida do tipo da Terra As reações químicas poderiam ter sido observados os resultados da vida marciana Eles certamente não eram química inorgânica comum..."

O debate humana vs.machine é uma construção falsa: nave espacial não tripulada robótica são dirigidos por seres humanos na Terra. A não ser desativado por tempestades ferozes, os nossos exploradores estão em constante comunicação em tempo real com seus mestres no Laboratório de Propulsão a Jato, assim como a sonda New Horizons para Plutão agora título com monitores humanos que prestam atenção sobre ele.

Stephen Hawking, mundialmente célebre especialista em teorias cosmológicas da gravidade e buracos negros que ocupavam a cadeira Lucasiana Newton Isaac na Universidade de Cambridge, tem opiniões fortes sobre o futuro da espécie humana e trael espaço. No 50 º aniversário do ano passado para a NASA. Hawking propôs que o mundo deveria dedicar cerca de 10 vezes mais do que orçamento atual da NASA - ou 0,25% dos recursos financeiros do mundo - a exploração do espaço. Hawking apoiou os objetivos da agência espacial de retornar astronautas à Lua até 2020 e enviar seres humanos a Marte logo depois disso.

Hawking disse que qualquer site de longo prazo para uma base humana deve ter um campo de gravidade significativa, porque missões longas em microgravidade levar a problemas de saúde, tais como a perda óssea.

Hawking favorece a exploração espacial humana, ao invés de apenas o envio de robôs para explorar o espaço, uma posição tomada pelo Prêmio Nobel Steven Weinberg, entre outros.

Eventualmente, disse Hawking, a humanidade deve tentar expandir a planetas como a Terra em torno de outras estrelas. Se apenas 1% dos 1000 ou mais estrelas dentro de 30 anos-luz da Terra tem um planeta Terra-size na distância certa de sua estrela para a água líquida existir, que faria por 10 planetas deste tipo na vizinhança do nosso Sistema Solar, disse ele .

"Nós não podemos imaginar visitá-los com a tecnologia atual, mas devemos fazer a viagem interestelar um objectivo a longo prazo", disse ele. "Ao longo prazo, quero dizer ao longo dos próximos 200 a 500 anos." A humanidade pode dar ao luxo de lutar contra problemas terrestres como as alterações climáticas e ainda tem abundância de recursos que sobraram para o espaço colonizadora, disse ele.

"Mesmo se fôssemos para aumentar a [exploração espacial] Internacional orçamento 20 vezes para fazer um sério esforço para ir ao espaço, seria apenas uma pequena fração do PIB mundial", disse ele. PIB, ou Produto Interno Bruto, é uma medida da atividade econômica de um país.

Hawking acredita que viajar para o espaço é a única maneira de os seres humanos serão capazes de sobreviver no longo prazo. "A vida na Terra", Hawking disse: "é com o risco crescente de ser varrida por um desastre como o aquecimento global, guerra nuclear, um vírus desenvolvido geneticamente ou outros perigos ... Eu acho que a raça humana tem não terá futuro se não ir para o espaço. "

Os problemas com a solução de Hawking é que, embora possa salvar uma "semente" da vida humana, uma habitantes poucos sortudos espécimes-lo não vai salvar Terra. A maioria dos terráqueos certamente seria deixado para trás em um planeta cada vez mais imprópria para a vida.

Hawking argumentou que o mundo pode pagar 0,25% do seu PIB coletivo para se dedicar à colonização espacial. "Não é o nosso futuro no valor de um quarto de um por cento?" , perguntou ele. O físico também especulou sobre as razões que o SETI (Busca por Inteligência Extraterrestre) projetos ainda não tenham detectado quaisquer civilizações alienígenas, oferecendo três possibilidades: que a vida de qualquer tipo é muito raro no Universo, que formas de vida simples são comuns, mas vida inteligente raro, ou que a vida inteligente tende a destruir rapidamente em si.

"Pessoalmente, sou a favor da segunda possibilidade - que a vida primitiva é relativamente comum, mas que a vida inteligente é muito raro", disse ele. "Alguns diriam que ainda tem que ocorrer na Terra."

Sobre nossa nova estratégia espacial da NASA, Robert Bishop, especialista na área de exploração planetária, com ênfase na orientação nave espacial, navegação e controle atualmente trabalhando com a NASA Johnson Space Center e do Jet Propulsion Laboratory sobre técnicas para atingir a precisão de pouso em Marte argumenta que:

"Em muitos aspectos, os seres humanos são agora mais sofisticados do que aqueles que vieram antes de nós. Ao contrário do exploradores earth-bound cedo, somos capazes de deixar o berço da civilização e da vida no espaço. No entanto, 50 anos após o lançamento do Sputnik e do início da Era Espacial, que parecem ser intermináveis ​​preso andando em círculos ao redor da Terra Na verdade, o segundo objeto mais brilhante no nosso céu noturno -. da Estação Espacial Internacional - foi viajando numa órbita quase circular por anos Por que é a América. tão tímido? Onde está o nosso espírito para explorar e criar novas oportunidades? "

Autónomas, robôs auto-replicantes - exobots - são o caminho para explorar o universo, encontrar e identificar vida extraterrestre e talvez limpar detritos espaciais no processo, de acordo com um engenheiro de Penn State, que observou que a busca por inteligência extraterrestre - SETI - está em sua 50 º ano.
"A premissa básica é que a exploração espacial humana deve ser altamente eficiente, eficaz, e autônoma como a colocação de seres humanos além da órbita baixa da Terra é repleta de dificuldades políticas econômica e técnica", John D. Mathews, professor de engenharia elétrica, publicado na edição do Jornal da Sociedade Interplanetária Britânica.

Se os estrangeiros estão lá fora, eles têm os mesmos problemas que nós fazemos, eles precisam conservar os recursos, estão limitados pelas leis da física e não podem mesmo estar ansioso para encontrar-nos, de acordo com Mathews.He sugere que "só através do desenvolvimento e implantação de auto-replicante nave espacial robótica - e os sistemas históricos de comunicação - pode a raça humana de forma eficiente, mesmo explorar o cinturão de asteróides, e muito menos as vastas extensões do Cinturão de Kuiper, Nuvem de Oort, e mais além ".

Mathews assume que qualquer extraterrestre teria de seguir um caminho semelhante ao das estrelas, o envio de robôs em vez de seres vivos, o que explicaria por que o SETI não conseguiu até à data.

"Se eles são como nós, eles também têm um governo disfuncional e todos os outros problemas que assolam nós", disse Mathews. "Eles não vão querer gastar muito para se comunicar conosco."

É extremamente difícil de transmitir para a galáxia e requer vastos recursos. Os sinais de rádio precisa emanar em todas as direções para encher o céu, ea exigência de energia para transmitir todo o espaço é bastante elevada.

"Atuais lasers infravermelhos podem comunicar através de nosso sistema solar", disse Mathews. "O problema em termos de SETI é que eles são feixes altamente direcionadas."

Ponto-a-ponto comunicações usando sinalização infravermelho requer menos energia, mas os sinais são extremamente direccional. Se seres extra-terrestres são o uso de laser gerado sinalização de infravermelho, que nunca iria perceber os seus sinais, porque eles estão tão fortemente voltada para os seus destinos.

Mathews sugere que, se a exploração humana não é possível, os robôs podem ir para onde muitas pessoas não querem ir e fazer o que muitos não querem fazer, não só na Terra, mas também em space.To minimizar o custo, ele sugere que o robôs iniciais ser fabricadas na Lua para tirar proveito dos recursos e da gravidade de um sexto. Ele observa que nós temos a tecnologia para criar essas exobots agora, exceto por uma fonte de energia compacta.

Em última análise, a rede de exobots - auto-replicante, autônomo e capaz de aprendizagem - vai se espalhar através do sistema solar e na galáxia, usando os recursos que encontrar lá para continuar sua missão. Comunicando-se com lasers infravermelhos está se comunicando com a velocidade da luz, que é o mais rápido poderemos ter esperança de alcançar.

"Nossa hipótese na busca por inteligência extraterrestre é que o ET quer ser encontrado", disse Mathews. "Mas quem tem recursos para gastar energia tentando acenar a mão metafórica do outro lado da galáxia?"

O Galaxy diário via psu.edu , space.newscientist.com e utexas