地球首批星际宇航员候选人 | Discover Magazine

“星光计划”是一项由美国宇航局资助的任务，旨在开发实现星际空间探索的技术。方法很简单——这些飞船将通过强大的地基激光束飞出太阳系，将飞行器加速到接近光速的显著比例。

当然，这些飞行器会非常小——每架仅重几克。但它们将成为地球最遥远的星际旅行者，只需几天就能超过“先驱者”号和“旅行者”号探测器数十年行程的距离。

现在，佛罗里达大学的 Stephen Lantin 和他的同事们表示，这些飞船可能能够搭载地球上首批星际宇航员。他们说，这些宇航员将不是人类。相反，“星光计划”飞船应该搭载更小、更坚韧的生物，它们将能够承受这种航行可能带来的极端温度、加速度和辐射。

研究团队表示，飞船还将搭载传感器，研究这些生物如何应对星际飞行条件，并提供数据以备未来任务之用。

星际旅行者

那么，哪些物种最适合这项任务？Lantin 和他的同事们根据多项因素选择了潜在的候选者。这些生物必须具有低代谢率，以便在几乎没有食物的情况下长时间生存，最好处于休眠状态。它们还必须能够抵抗辐射损伤，并且足够坚韧，能够承受高加速度和极端温度。

一种候选物是线虫，这种生物只有零点几毫米长，是生物学家们的实验室“主力军”。线虫的基因组已被测序，这是第一个被完整绘制出神经系统的物种。

线虫也是透明的，这使得观察其基因表达和细胞生理学等现象变得简单。它们还可以通过干燥或冷却进入休眠状态。然而，它们对辐射损伤相对敏感，其致死剂量比其他一些物种能承受的剂量低一个数量级。

其中一种更坚韧的选择是水熊（也称为缓步动物，见上图）。它们是短而胖的水生生物，有四对腿，大小与线虫相似。然而，它们对辐射损伤的抵抗力更强，并且能很好地耐受微重力，而微重力会在其他物种中引发各种氧化应激机制。水熊还可以进入休眠状态，此时它们的代谢率会降至正常水平的 0.01%。

其他选择包括单细胞生物，如细菌。例如，放射弧菌（Deinococcus radiodurans）会生成冗余的基因组副本，这有助于减轻辐射损伤，并且可以在各种极端环境中生存。事实上，《吉尼斯世界纪录》将其列为世界上最坚韧的生物。

Lantin 和他的同事们已经开始开发微流体腔，可以容纳首批星际宇航员，在必要时唤醒它们，然后进行一系列测试以监测它们的状态。这些实验需要对照样本在近地轨道或地面进行，以便对结果进行比较。

所有这些中的一个重要因素将是生物安全。“使用定向能驱动的飞行器将地球生命发送到星际空间，需要解决潜在的对地外行星污染的风险，” Lantin 和他的同事们说道。

然而，他们指出，任何以接近光速飞行的飞船都具有内置的生物安全机制，因为这些飞行器无法减速。任何与遥远系外行星的碰撞都会产生相当于千吨级炸弹的爆炸，很可能会杀死船上任何幸存的生物。

如果发生事故导致飞船撞击我们太阳系内的邻近行星，那将是一个更严重的风险。在这种情况下，飞船需要设计有生物安全机制，以防止生物污染。

这一切可能看起来是一个遥远的愿望，但 Lantin 和他的同事们坚持认为现在就应该开始准备。“我们正在迅速接近有意义的时间尺度上的星际飞行技术能力，”他们说道。

而这类实验产生的数据可能有助于回答科学界一些最基本的问题。“星际探测器可能有助于我们更接近回答科幻故事中长期以来一直存在的疑问，例如‘人类能否前往其他星系？’” Lantin 和他的同事们说道。

更重要的是，这些实验可能会揭示生命是否可能以种子的形式传播到宇宙中，这一想法被称为“泛种论”。从这个意义上说，这些任务可以帮助我们理解生命的起源。

参考：首批星际宇航员并非人类：arxiv.org/abs/2110.13080