水熊蟲成為首個實現星際旅行的地球生物？利用激光，「載蟲飛船」將達到光速30%

大數據文摘出品

《三體》中人類走向宇宙深處的嘗試正在慢慢實現。

在三體中，人類社會極端理智的代表人物維德為了將云天明安插到三體內部，從而提出了階梯計劃，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瘋狂的決定，只送出云天明的大腦。

現實中，我們不知道遙遠的太空深處有沒有三體人，送一個人類大腦也不現實，但是將地球上一個活物送到太陽系之外的星系，依舊是很多科學家的設想。

加州大學圣芭芭拉分校物理系教授、星光計劃（Starlight）首席研究員Philip Lubin在內的一個研究小組已經聯手提出了一條測試相對論效應飛行的道路。

這其中就要找到一個生命力頑強的生物來完成這樣的實驗，這時候研究人員把目光投向了一種號稱地球上生命力最頑強的生物——水熊蟲（water bear）。

水熊蟲是緩步動物的俗稱，緩步動物對于環境的忍耐力幾乎和微生物一樣強，當你將其置于極端環境時，它們會蜷縮成一個叫做「tun」的球進入休眠狀態，這個過程被稱為「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，能夠在惡劣環境下停止所有新陳代謝，也因此被認為是生命力最強的動物。

這篇研究被發表在《宇航學報》(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的無脊椎動物，比如秀麗隱桿線蟲，被放在人手大小的晶片級平臺上，然后跟隨航天器一起飛行。

航天器的加速方式也和現在傳統的化學燃料不同。

目前利用化學燃料推進手段****的航天器要飛到180億公里外的太陽系末端需要數十年時間，更別說飛到更遠的地方了。

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

根據這篇論文，激光陣列的能量會消耗整個美國能源網的1/10，但是這種能量****過程中只需要幾分鐘。

Lubin在一次新聞發布會上說: “以前從未做過這樣的事情，以接近光速的速度推動宏觀物體。”

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，這種對生物體進行的遠程實驗，包括研究緩足生物和其他地球生物如何在遙遠太空領域的惡劣條件下生存，目的就是為了通過這些發現來評估恒星際旅行對人類的潛在影響。

那為什么會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。此外人類還首次發現水熊可在真空中生存。

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

德國佛萊堡大學的拉姆曾把水熊蟲分別放在150℃和零下200℃（接近絕對溫度）的環境中，再置于常溫下，給予水分，它竟奇跡般地復活。5700戈瑞強度的放射線，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險，這種風險被稱為“向后污染”。

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

未來如何？

道德方面的考慮都是構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。

事實上，雖然計劃是從小型開始，但是作者在論文中指出，未來激光推進系統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。

“我認為繼續探索是我們的命運，”Rothman說。“我們在越來越小的水平上探索到亞原子水平，我們也在越來越大的尺度上探索。這種不斷探索的動力，是我們作為一個物種的核心。”