Quando si esplorano altri pianeti e corpi celesti, Le missioni della NASA sono tenute a rispettare la pratica nota come "protezione planetaria". Questa pratica afferma che durante la progettazione di una missione devono essere prese misure per garantire che sia impedita la contaminazione biologica sia del pianeta/corpo esplorato che della Terra (nel caso di missioni di restituzione del campione).

Guardando al futuro, c'è la questione se questa stessa pratica sarà estesa o meno ai pianeti extrasolari. Se è così, sarebbe in conflitto con le proposte di "seminare" altri mondi con la vita microbica per avviare il processo evolutivo. Per affrontare questo, Il Dr. Claudius Gros dell'Istituto di Fisica Teorica dell'Università di Goethe ha recentemente pubblicato un documento che esamina la protezione planetaria e sostiene le missioni di "tipo Genesi".

La carta, intitolato "Perché la protezione planetaria ed esoplanetaria differisce:il caso delle missioni Genesis di lunga durata verso pianeti nani di ossigeno abitabili ma sterili, " è apparso di recente online ed è in attesa di pubblicazione da parte della rivista Acta Astronautica . Come fondatore di Project Genesis, Gros affronta la questione etica della semina di pianeti extrasolari e sostiene come e perché la protezione planetaria potrebbe non applicarsi in questi casi.

In poche parole, il progetto Genesis mira a inviare veicoli spaziali con fabbriche di geni o capsule criogeniche che potrebbero essere utilizzati per distribuire la vita microbica a "esopianeti transitoriamente abitabili - cioè pianeti in grado di sostenere la vita, ma non è suscettibile di dar luogo ad essa da soli. Come Gros ha precedentemente spiegato a Universe Today:

"Lo scopo del progetto Genesis è quello di offrire alla vita terrestre percorsi evolutivi alternativi su quegli esopianeti che sono potenzialmente abitabili ma ancora senza vita... Se aveste buone condizioni, la vita semplice può svilupparsi molto velocemente, ma la vita complessa avrà difficoltà. Almeno sulla Terra, ci è voluto molto tempo prima che la vita complessa arrivasse. L'esplosione del Cambriano è avvenuta solo circa 500 milioni di anni fa, circa 4 miliardi di anni dopo la formazione della Terra. Se diamo ai pianeti l'opportunità di avanzare rapidamente nell'evoluzione, possiamo dare loro la possibilità di avere le proprie Esplosioni Cambriane."

Lo scopo di una missione di tipo Genesi sarebbe quindi quello di offrire ai pianeti extrasolari una scorciatoia evolutiva, saltare i miliardi di anni necessari all'evoluzione delle forme di vita di base e spostarsi direttamente al punto in cui gli organismi complessi iniziano a diversificarsi. Ciò sarebbe particolarmente utile sui pianeti in cui la vita potrebbe prosperare, ma non emerge da solo.

"C'è un sacco di 'immobili' nella galassia, pianeti dove la vita potrebbe prosperare, ma molto probabilmente non lo è ancora." Gros ha recentemente condiviso via e-mail. "Una missione Genesis porterebbe organismi unicellulari avanzati (eucarioti) su questi pianeti".

Affrontare la questione di come tali missioni potrebbero violare la pratica della protezione planetaria, Gros offre due contro-argomentazioni nel suo articolo. Primo, sostiene che l'interesse scientifico è la ragione principale per proteggere possibili forme di vita sui corpi del sistema solare. Però, questo razionale diventa invalido a causa della lunga durata che comportano le missioni sui pianeti extrasolari.

In poche parole, anche quando consideriamo le missioni interstellari verso i sistemi stellari più vicini (es. Alpha Centauri, che dista 4,25 anni luce) il tempo è il fattore limitante chiave. Utilizzando la tecnologia esistente, una missione in un altro sistema stellare potrebbe durare da 1000 a 81, 000 anni. Attualmente, l'unico metodo proposto per raggiungere un'altra stella in un lasso di tempo ragionevole è il sistema di lancio diretto dell'energia.

In questo approccio, i laser sono usati per accelerare una vela leggera a velocità relativistiche (una frazione della velocità della luce), un buon esempio di ciò è il concetto di Breakthrough Starshot proposto. Come parte dell'obiettivo della Breakthrough Initiative di raggiungere il volo spaziale interstellare, trovare mondi abitabili (e possibilmente vita intelligente), Starshot implicherebbe una vela leggera e un nanoveicolo accelerato da laser a velocità fino a 60, 000 km/s (37, 282 mps) – o il 20 percento della velocità della luce.

Sulla base di un precedente studio condotto da Gros (e uno da ricercatori del Max Planck Institute for Solar System Research), un tale sistema potrebbe anche essere accoppiato con una vela magnetica per rallentarlo quando raggiunge la sua destinazione. Come ha spiegato Gros:

"Il sistema di lancio energetico diretto fornisce l'energia di cui un veicolo interstellare ha bisogno per accelerare tramite raggi laser concentrati. Razzi convenzionali, d'altra parte, bisogno di trasportare e accelerare il proprio carburante. Anche se è difficile accelerare un'astronave interstellare, al lancio, è ancora più impegnativo rallentare all'arrivo. Un campo magnetico creato da una corrente in un superconduttore non ha bisogno di energia per il suo mantenimento. Rifletterà i protoni interstellari, rallentando tale mestiere."

Tutto ciò rende la propulsione ad energia diretta particolarmente attraente per quanto riguarda le missioni di tipo Genesis (e viceversa). Oltre a impiegare molto meno tempo per raggiungere un altro sistema stellare rispetto a una missione con equipaggio (cioè una nave di generazione, o dove i passeggeri sono in sospensione criogenica), l'obiettivo di introdurre la vita in mondi che altrimenti non l'avrebbero, renderebbe il costo e il tempo di viaggio utili.

Gros sottolinea anche il fatto che la presenza di ossigeno primordiale potrebbe effettivamente impedire alla vita di emergere su esopianeti che orbitano attorno a stelle di tipo M (nane rosse). Normalmente considerato un segno di potenziale abitabilità (aka. un biomarcatore), recenti ricerche hanno dimostrato che la presenza di ossigeno atmosferico non indica necessariamente la via della vita.

In breve, il gas ossigeno è necessario per l'esistenza della vita complessa (come la conosciamo) e la sua presenza nell'atmosfera terrestre è il risultato di organismi fotosintetici (come cianobatteri e piante). Però, su pianeti in orbita attorno a stelle di tipo M, può essere il risultato di dissociazione chimica, dove la radiazione della stella madre ha trasformato l'acqua del pianeta in idrogeno (che fugge nello spazio) e ossigeno atmosferico.

Allo stesso tempo, Gros sottolinea la possibilità che l'ossigeno primordiale possa essere una barriera alle condizioni prebiotiche. Mentre le condizioni in cui è emersa la vita sulla Terra non sono ancora del tutto comprese, si ritiene che i primi organismi siano emersi in "ambienti di reazione chimico-fisici microstrutturati guidati da una fonte di energia sostenuta" (come le bocche idrotermali alcaline).

In altre parole, si ritiene che la vita sulla Terra sia emersa in condizioni che sarebbero tossiche per la maggior parte delle forme di vita odierne. È stato solo attraverso un processo evolutivo che ha richiesto miliardi di anni che è potuta emergere una vita complessa (che dipende dal gas ossigeno per sopravvivere). Altri fattori, come l'orbita di un pianeta, la sua storia geologica, o quella natura della sua stella madre, potrebbe anche contribuire a rendere i pianeti "transitoriamente abitabili".

Cosa significa, in termini di pianeti extrasolari simili alla Terra che orbitano attorno a stelle di tipo M, è che la protezione planetaria non si applicherebbe necessariamente. Se non c'è vita indigena da proteggere, e le probabilità che emerga non sono buone, allora l'umanità aiuterebbe la vita a emergere localmente, e non ostacolarlo. Come ha spiegato Gros:

"Marte era transitoriamente abitabile, avere condizioni clementi all'inizio, ma non ora. Altri possono essere abitabili per 2 o 3 miliardi di anni, un lasso di tempo che non sarebbe sufficiente perché piante e animali si evolvano in modo indigeno. Se la vita non emerge mai su un pianeta, resterà sterile per sempre, anche se potrebbe sostenere la vita. È probabile che l'ossigeno prevenga la vita che emerge in primo luogo, essendo tossici per i cicli di reazione chimica che sono i precursori della vita."

È un concetto che è stato esplorato a lungo nella fantascienza:una specie avanzata pianta i semi della vita su un altro pianeta, passano milioni di anni, e risultati della vita senziente! Infatti, c'è chi crede che sia così che è iniziata la vita sulla Terra – la teoria degli Antichi Astronauti (che è pura speculazione) – e facendo questo noi stessi su altri pianeti, continueremmo a portare avanti questa tradizione di "panspermia diretta".

Alla fine, lo scopo dietro la pratica della protezione planetaria è ovvio. Se la vita emergesse oltre la Terra, allora è distinto e merita una possibilità di prosperare senza interferenze da parte di esseri umani o organismi terrestri invasivi. Lo stesso vale per la vita sulla Terra, che potrebbero essere disgregate da organismi alieni riportati indietro dal ritorno del campione o da missioni esplorative.

Ma nel caso in cui i pianeti terrestri che orbitano intorno alla stella più comune nella galassia non siano un luogo in cui trovare la vita (come suggeriscono recenti ricerche), quindi trasportare organismi terrestri su questi pianeti potrebbe effettivamente essere una buona idea. Se l'umanità è sola nell'Universo, allora la diffusione degli organismi terrestri in questo modo sarebbe al servizio della vita.

E se, anche se è una possibilità inverosimile, la vita sulla Terra è il risultato della panspermia diretta, allora si potrebbe sostenere che l'umanità ha il dovere di seminare il cosmo con la vita. Anche se il guadagno non sarebbe immediato, la consapevolezza che stiamo dando vita a mondi in cui altrimenti non potrebbe esistere è probabilmente un investimento utile.

Invariabilmente, le questioni della vita extraterrestre e dell'esplorazione planetaria sono controverse, e uno che non è probabile che risolviamo presto. Una cosa è certa però:mentre i nostri sforzi per esplorare il sistema solare e la galassia continuano, è un problema che non possiamo evitare.