水熊蟲成為首個(gè)實(shí)現(xiàn)星際旅行的地球生物？利用激光，「載蟲飛船」將達(dá)到光速30%

大數(shù)據(jù)文摘出品

《三體》中人類走向宇宙深處的嘗試正在慢慢實(shí)現(xiàn)。

在三體中，人類社會(huì)極端理智的代表人物維德為了將云天明安插到三體內(nèi)部，從而提出了階梯計(jì)劃，用不斷地核爆將飛船加速到光速的百分之一。

不過由于可以滿足的載荷太小，最終維德做出了一個(gè)瘋狂的決定，只送出云天明的大腦。

現(xiàn)實(shí)中，我們不知道遙遠(yuǎn)的太空深處有沒有三體人，送一個(gè)人類大腦也不現(xiàn)實(shí)，但是將地球上一個(gè)活物送到太陽(yáng)系之外的星系，依舊是很多科學(xué)家的設(shè)想。

加州大學(xué)圣芭芭拉分校物理系教授、星光計(jì)劃（Starlight）首席研究員Philip Lubin在內(nèi)的一個(gè)研究小組已經(jīng)聯(lián)手提出了一條測(cè)試相對(duì)論效應(yīng)飛行的道路。

這其中就要找到一個(gè)生命力頑強(qiáng)的生物來(lái)完成這樣的實(shí)驗(yàn)，這時(shí)候研究人員把目光投向了一種號(hào)稱地球上生命力最頑強(qiáng)的生物——水熊蟲（water bear）。

水熊蟲是緩步動(dòng)物的俗稱，緩步動(dòng)物對(duì)于環(huán)境的忍耐力幾乎和微生物一樣強(qiáng)，當(dāng)你將其置于極端環(huán)境時(shí)，它們會(huì)蜷縮成一個(gè)叫做「tun」的球進(jìn)入休眠狀態(tài)，這個(gè)過程被稱為「隱生」（Cryptobiosis）。

水熊蟲具有全部四種隱生性，即低濕隱生、低溫隱生、變滲隱生及缺氧隱生，能夠在惡劣環(huán)境下停止所有新陳代謝，也因此被認(rèn)為是生命力最強(qiáng)的動(dòng)物。

這篇研究被發(fā)表在《宇航學(xué)報(bào)》(Acta Astronautica)上。

論文地址：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0094576521005518

通過激光將光帆航天器加速到光速的20%到30%

“水熊蟲”和一些其他生命力極其頑強(qiáng)的無(wú)脊椎動(dòng)物，比如秀麗隱桿線蟲，被放在人手大小的晶片級(jí)平臺(tái)上，然后跟隨航天器一起飛行。

航天器的加速方式也和現(xiàn)在傳統(tǒng)的化學(xué)燃料不同。

目前利用化學(xué)燃料推進(jìn)手段****的航天器要飛到180億公里外的太陽(yáng)系末端需要數(shù)十年時(shí)間，更別說飛到更遠(yuǎn)的地方了。

為了達(dá)到光速的20%至30%，研究人員提出了一種利用激光（“定向能”或DE陣列）推進(jìn)太空飛行的新方法，這種方法利用光子推動(dòng)安裝在航天器上的光帆，可以持續(xù)對(duì)航天器進(jìn)行加速。

根據(jù)這篇論文，激光陣列的能量會(huì)消耗整個(gè)美國(guó)能源網(wǎng)的1/10，但是這種能量****過程中只需要幾分鐘。

Lubin在一次新聞發(fā)布會(huì)上說: “以前從未做過這樣的事情，以接近光速的速度推動(dòng)宏觀物體?！?/p>

水熊蟲為何可堪重任？

為什么一定要將活物放到航天器上送往外太空？

研究人員表示，這種對(duì)生物體進(jìn)行的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)，包括研究緩足生物和其他地球生物如何在遙遠(yuǎn)太空領(lǐng)域的惡劣條件下生存，目的就是為了通過這些發(fā)現(xiàn)來(lái)評(píng)估恒星際旅行對(duì)人類的潛在影響。

那為什么會(huì)選擇水熊蟲這樣的生物呢？

原因就是水熊蟲的生命力太頑強(qiáng)了。在地球上，水熊蟲主要生活在淡水的沉渣、潮濕土壤以及苔蘚植物的水膜中，少數(shù)種類生活在海水的潮間帶。

水熊有900余種，其中許多種是世界性分布的，遍布北極、熱帶、深海、溫泉。在喜馬拉雅山脈(6000 m以上)或深海(4000 m以下)都可以找到它們的蹤影。此外人類還首次發(fā)現(xiàn)水熊可在真空中生存。

它體形細(xì)小，體長(zhǎng)0.05-1.4毫米，通體透明，足跡幾乎遍布全球。一旦生存環(huán)境惡化，身體便縮成圓桶狀自動(dòng)脫水（隱生狀態(tài)），蟄伏忍耐。

德國(guó)佛萊堡大學(xué)的拉姆曾把水熊蟲分別放在150℃和零下200℃（接近絕對(duì)溫度）的環(huán)境中，再置于常溫下，給予水分，它竟奇跡般地復(fù)活。5700戈瑞強(qiáng)度的放射線，原子彈的輻射殺不死它；600兆帕的壓力，最深的馬里亞納海溝水壓的6倍也壓不扁它。

這樣的生物，可能的確是星際旅行先行者的可靠選手。

此外，研究人員還考慮了將其他星系的生命帶回地球的風(fēng)險(xiǎn)，這種風(fēng)險(xiǎn)被稱為“向后污染”。

因此，Lubin和Rothman提議任何裝有緩步動(dòng)物的單向太空飛行器，都要完全遠(yuǎn)程進(jìn)行所有研究，以確保沒有外星微生物返回地球。

未來(lái)如何？

道德方面的考慮都是構(gòu)想地外生命的過程的一部分，超出了我們目前想象的旅行方式。這些考慮是Lubin和Rothman渴望考慮的許多因素之一。

事實(shí)上，雖然計(jì)劃是從小型開始，但是作者在論文中指出，未來(lái)激光推進(jìn)系統(tǒng)可以用在大型飛船上，而且陣列可以建立在太空中的物體上，而不僅僅是地球上。

“我認(rèn)為繼續(xù)探索是我們的命運(yùn)，”Rothman說。“我們?cè)谠絹?lái)越小的水平上探索到亞原子水平，我們也在越來(lái)越大的尺度上探索。這種不斷探索的動(dòng)力，是我們作為一個(gè)物種的核心?！?/p>

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