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Wednesday, April 8, 2020

Das Genesis-Projekt

Rund 40 Lichtjahre von der Erde entfernt im Jahr 2300: Ein metallisches Gerät nähert sich dem Roten Zwergstern Trappist-1. Durch ein Gravitationsmanöver nimmt es Kurs auf den Gesteinsplaneten Trappist-1d. Es taucht in die obersten Schichten der Atmosphäre ein und fährt verschiedene Sensoren aus. Diese untersuchen die Zusammensetzung der Atmosphäre und bestätigen die Lebensfreundlichkeit des Planeten. Plötzlich schießen tausende winziger kleiner Kapseln in die Luft und stürzen auf den Planeten, an Bord winzige Einzeller. 200 Jahre zuvor wurde die Sonde auf der Erde gestartet mit dem Ziel der Verbreitung irdischen Lebens auf andere Welten – das Genesis-Projekt.

Ambitioniertes Unterfangen

Das klingt natürlich nach Science Fiction und noch ist es auch wenig mehr als eine Vision. Doch tatsächlich erforscht man gerade, ob das Genesis-Projekt eines Tages verwirklich werden könnte. Bis heute gibt es allerdings einige ungelöste Probleme. So könnte das Raumschiff nicht von der Erde aus gesteuert werden, denn Befehle würden viele Jahre benötigen, um bei der Raumsonde anzukommen, das bedeutet, sie muss über künstliche Intelligenz gesteuert werden. Und auch ein geeignetes Ziel muss gefunden werden. Doch das bei weitem schwierigste Problem ist die enorme Entfernung, die jegliche Vorstellungskraft sprengen.

Wer eignet sich für eine Lebensspende?

Die Frage ist, welcher Planet sich für eine Lebensspende, wie im Genesis-Projekt geplant, eignet. Er muss natürlich irgendwie bewohnbar sein, flüssiges Wasser und eine Atmosphäre wären die Grundbedingungen. Doch auf der Erde ist, sobald diese Bedingungen gegeben waren, auch sofort Leben entstanden.

Es wäre also denkbar, dass alle solche Planeten bereits bewohnt sind. Ist dies der Fall, muss das Genesis-Projekt abgebrochen werden. Denn sollten wir irdische Mikroben in ein außerirdisches Ökosystem einschleppen, könnte es dem dortigen Leben ähnlich ergehen wie den amerikanischen Ureinwohnern bei der Ankunft der Europäer – sie würden verdrängt und vermutlich an den irdischen Keimen zugrunde gehen. Das ist moralisch nicht zu rechtfertigen.

Vier Milliarden Jahre Vorsprung

Doch es könnte auch Planeten geben, die zwar grundsätzlich lebensfreundlich sind, aber auf denen das Leben nicht entstehen kann. Das könnte etwa auf Planeten der Fall sein, die nur für eine gewisse Zeit bewohnbar sind oder auf denen durch widrige Bedingungen die Entstehung von Leben verhindert wurde. Denn bis auf der Erde überhaupt erst die Einzeller entstanden, die an Bord der Sonde wären, vergingen vier Milliarden Jahre. Dann dauerte es jedoch nur weitere 500 Millionen Jahre, bis sich aus diesen Einzellern fast die komplette heutige Tierwelt entwickelte.

Daran sieht man, dass er Entwicklungsschritt von organischen Molekülen zu den ersten Einzellern wohl der schwierigste ist. Wäre ein Planet also nur einige hundert Millionen oder Milliarden Jahre bewohnbar, würde sich dort von alleine nie Leben entwickeln. Würden wir die Bakterien dort aussetzen, könnten wir damit jedoch ganze vier Milliarden Jahre Evolution einfach überspringen. Zum einen wären also Planeten mit sogenannter transienter Bewohnbarkeit, also zeitlich begrenzter Bewohnbarkeit interessant. Dies wäre etwa bei Planeten der Fall, die deutlich massereichere Sterne als die Sonne umkreisen, die sich bereits früh zu Riesensternen aufblähen und dem Leben somit weniger Zeit zur Entwicklung und eine instabilere Umgebung bescheren.

Aber auch Planeten, die etwa einen sehr aktiven Stern umkreisen, der den Planeten regelmäßig Strahlenduschen gibt oder Planeten, auf denen das Leben durch eine Katastrophe ausgelöscht wurde, wären für das Genesis-Projekt denkbar. Unser nächster Nachbarstern Proxima Centauri ist etwa ein besonders aktiver Flarestern, der seinen potentiell bewohnbaren Planeten mit Strahlung beschießt, was die Entstehung von Leben hemmen, bereits vorhandenes Leben aber vermutlich nicht töten könnte.

Zielort für das Genesis-Projekt

Noch sind wir allerdings nicht in der Lage, die chemische Zusammensetzung von Exoplaneten zu bestimmen, doch diese Technologie wird mit der neuen Generation an Weltraumteleskopen verfügbar sein. So soll CHEOPS, das bereits seit 2019 im All ist, erstmals genau herausfinden, welche Planeten eine Atmosphäre haben und welcher Klasse sie angehören.

Der nächste Schritt ist das James Webb Telescope, es wird das Licht analysieren können, welches die Atmosphären von Gesteinsplaneten durchquert hat und so deren chemische Zusammensetzung ermitteln – sollte man etwa eine Kohlendioxidatmosphäre auf einem Planeten der habitablen Zone finden, kann man sich recht sicher sein, dass auf dem Planeten flüssiges Wasser existiert. Und findet man Methan und Sauerstoff, ist dies ein Indikator für Leben.

Mit dieser bereits in wenigen Jahren verfügbaren Technologie wird die Auswahl eines möglichen Ziels für das Genesis-Projekt also ein Leichtes. Doch dann gehen die Probleme erst richtig los. Die Sonde ist nämlich auf der Erde und muss auf den fernen Planeten. Und dazwischen liegt ne Menge leerer Raum.

Möglicher Antrieb einer Genesis-Sonde

Um auch nur die Distanz zu den nächsten Sternen zurückzulegen, benötigt es einen riesigen Schritt auf dem Gebiet der Antriebstechnologien, heutige Raumsonden würden für diese Strecke viele Jahrtausende benötigen. Beim Genesis-Projekt ist der Anspruch allerdings nicht, Forschungsergebnisse zur Erde senden, sondern irdisches Leben zu verbreiten.

Wann das passiert, ist eigentlich egal, denn die Flugzeit der Sonde, seien es nun 50 Jahre, 100 Jahre oder 1.000 Jahre spielt im Vergleich zu den riesigen Zeiträumen der Evolution sowieso keine Rolle. Allerdings müssen die Sonde und auch die Sensoren bei der Ankunft am Ziel auch noch funktionieren. Die interstellare Sonde Voyager 1 zum Beispiel funktioniert nach etwa 40 Jahren Flugzeit immer noch, allerdings sind von elf eingebauten Instrumenten nur noch drei uneingeschränkt aktiv, die anderen sind defekt, beschädigt oder wurden abgeschaltet.

Missionskritische Bestandteile müssten also mehrfach vorhanden sein, sodass ein Bauteil kaputtgehen kann, ohne dass die Mission daran scheitert. Eine Genesis-Sonde kann nicht mit einem chemischen Antrieb fliegen, als am wahrscheinlichsten wird derzeit ein Photonenantrieb eingeschätzt. Über diese Antriebsart habe ich schon häufiger präzise geschrieben, etwa hier.

Zusammengefasst funktioniert der Antrieb, indem ein Laserstrahl auf ein extrem dünnes Segel zielt, das durch den Strahlungsdruck auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt wird. Die nötigen Materialien sind noch nicht vollständig entwickelt und auch die Laser müssen stärker sein, als alles, was wir bisher konstruiert haben, aber das alles ist nichts, was nicht prinzipiell machbar ist.

Ankunft am Zielplaneten

Wenn die Sonde dann an ihrem Ziel ankommt, ist vermutlich keiner der Entwickler mehr am Leben. Durch Weltraumteleskope ist der Zielplanet vorher selbstverständlich erforscht worden, doch um wirklich auf Nummer sicher zu gehen, sucht die Genesis-Sonde auf dem Planeten nach Biomarkern wie Sauerstoff und Methan, erst wenn zu hundert Prozent sicher ist, dass der Planet unbewohnt ist, werden die Kapseln abgeschossen.

Genesis 2.0

Ist das Leben erstmal ausgesetzt, beginnt auf dem Zielplaneten eine eigene Evolution, sicherlich würden sich unter den veränderten Bedingungen ganz andere Lebensformen bilden als es auf der Erde der Fall war. Doch wieso sollten wir das eigentlich tun? Wir auf der Erde hätten nichts davon, auch wenn die Bakterien langfristig eine für Menschen bewohnbare Welt schaffen könnten, würde das viel zu lange dauern. Das Genesis-Projekt ist benannt nach der biblischen Schöpfungsgeschichte, denn wir wären die Schöpfer des Lebens auf einem neuen Planeten, wir würden Gott spielen, wir würden die Saat des Lebens streuen.

Tatsächlich ist die Vorstellung unter dem Namen Gerichtete Panspermie schon recht alt, ebenfalls die Vorstellung, die Menschheit selbst entstamme einem solchen biologischen Experiment. Doch nun könnten wir diejenigen sein, die genau das tun. Und wer weiß, vielleicht entwickelt sich daraus eines Tages eine Zivilisation, welche dieselben Gedanken hat? Wir täten das nicht aus Eigensinnigkeit und Egoismus und wir täten es auch nicht, um Erkenntnisse daraus zu gewinnen, wir täten es schlicht und einfach, um dem Universum etwas zurückzugeben. Weil Leben etwas Besonderes ist und es verdient hat, im All verbreitet zu werden.

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