условно, можно достичь другими методами.
Одним из способов повышения психологической устойчивости может быть решение человека «включить» болезнь, например желание испытать кратковременное разрушение тканей или шок в ответ на свет во время мигрени. Хотя для развития этой способности требуется время, ее также можно обрести с помощью продвинутой виртуальной реальности, позволяющей испытать невзгоды, в то время как на самом деле находишься в безопасности в постели.
Возможно, самое главное, что деонтологическое общество и прогрессивная клеточная и планетарная свобода фактически устранят, – это бессилие. Страх перед смертельным исходом с самого рождения в связи со многими заболеваниями может исчезнуть. Кроме того, новые технологии могут помочь изменить ранее неизменные генетические черты, открывая путь к новому чувству принадлежности. Принадлежность перестанет быть навязанной, она станет выбираемой. Одни могут захотеть жить на Марсе, другие – отказаться от слуха, а третьи – выбрать совершенно другие черты личности.
В идеале для каждой экзопланеты следует подбирать наилучшую комбинацию генов и признаков, а затем интегрировать ее в геном для долгосрочного использования. Здесь также возникает вопрос о том, в какой мере клеточная или личная свобода приобретается или теряется при предварительном определении качеств человека, отправляющегося в конкретный мир или выполняющего конкретную задачу. Однако в соответствии с деонтогенной этикой пакет модификаций, позволяющих наибольшему числу людей выжить в наибольшем числе миров, является идеальным для «предварительной загрузки» в человеческий геном. Даже с экономической точки зрения такое решение имеет наибольший смысл, поскольку оно сводит к минимуму количество операций, которые могут понадобиться человеку. Лучший вариант для любого эмбриона в любом месте – тот, который обеспечивает наибольшую клеточную и планетарную свободу.
Эмбрионы в космосе
Основная проблема «космических эмбрионов» – безопасное развитие. Пока что неясно, работает ли эмбриогенез в космосе так же, как на Земле. По состоянию на 2020 г. ни один эмбрион не прошел полный процесс оплодотворения, развития и рождения в космосе. Настораживает то, что по результатам некоторых исследований на мышах рост плода в условиях невесомости сказывается на развитии вестибулярного аппарата и вызывает проблемы при рождении на Земле. Жизнь на Земле существует при постоянном действии силы тяжести величиной 1g. Отсутствие гравитации в космосе, на МКС и на кораблях, способных достичь Марса, является фактором беспокойства.
Однако эту проблему нельзя считать неразрешимой, она имеет техническое решение. Если космический или поколенческий корабль будет иметь вращающуюся секцию, создающую, пусть даже слабую, гравитацию, то весьма вероятно, что эмбрион сможет развиваться нормально. Однако любая техническая проблема, связанная с остановкой этой секции, может нанести вред эмбриональному развитию. В таких случаях поможет медицинское вмешательство, задействующее механизм диапаузы.
Но некоторые свидетельства говорят о том, что ранние стадии эмбриогенеза могут успешно протекать в космосе. В 2016 г. в Китае отправили в космос на спутнике с микрогравитацией 6000 эмбрионов мышей. Исследовательская группа под руководством Дуань Энкуя, профессора Института зоологии Китайской академии наук, обнаружила, что большинство эмбрионов развиваются в бластоцисты.
Если эмбриогенез в космосе окажется слишком сложным, можно пойти другими путями, некоторые из которых потребуют значительного улучшения технологий XXI в. (в генетике и машиностроении). Один из них (впервые предложенный Адамом Кроулом в статье «Использование эмбрионов в космосе для преодоления временнóго барьера при межзвездных перелетах») предполагает отправку замороженных эмбрионов на экзопланеты. Как только космический корабль достигнет одну из них или к ней приблизится, роботы, искусственный интеллект и экзоматки займутся созданием, воспитанием и обучением новых людей. Основная масса технологий, позволяющих осуществлять автономное получение детей, пока не существует, поэтому еще неизвестно, жизнеспособен ли такой подход.
Системы оценки планет
Даже после тщательного планирования и анализа, проведенного на Земле с помощью зондов, экзопланета, к которой мы отправляемся, может не полностью соответствовать нашим потребностям. Это может заставить корабль и команду перейти к плану Б, а возможно, к плану В и т. д. Чтобы была возможность воспользоваться резервным планом в случае непредвиденных обстоятельств, в идеале поколенческие корабли должны отправляться в многопланетные системы. Неопределенность сроков поиска места, которое экипаж когда-нибудь сможет назвать своим домом, лишний раз подчеркивает необходимость обеспечения самодостаточности поколенческих кораблей.
Прежде чем задумываться о том, на какую систему мы хотим нацелиться, нам сначала нужно научиться оценивать и ранжировать потенциальные экзопланеты по их сходству с Землей и общей жизнепригодности. Оба этих показателя были разработаны Дирком Шульце-Макухом и его коллегами в 2011 г. и опубликованы в журнале Astrobiology. Они предложили двухуровневую систему классификации экзопланет: индекс сходства с Землей (ESI) и индекс жизнепригодности планет (PHI). ESI учитывает плотность планеты и ее радиус, а также условия на поверхности, в частности температуру и скорость преодоления притяжения. PHI определяется наличием «стабильного субстрата» или места посадки, доступностью энергии, химическими свойствами, связанными с жизнью, и способностью удерживать жидкости. Хотя PHI дает более точное представление о том, какие планеты лучше подходят для поддержания известной жизни, для определения ESI требуются более доступные параметры:
В этой формуле xi и xi0 – конкретные свойства небесного тела и Земли соответственно, wi – показатель веса каждого свойства, а n – общее количество учитываемых свойств. PHI аналогичен индексу сходства Брея–Кертиса, который также используется в исследованиях разнообразия микробиома. Этот показатель принимает значения от 0 до 1, где 1 означает полное сходство с Землей, а 0 – максимальную непохожесть на Землю. PHI можно расширить, включив в него дополнительные характеристики планеты (например, массу, радиус, скорость преодоления притяжения, освещенность, плотность и температуру), и даже упростить, присвоив всем характеристикам одинаковый вес.
Марс имеет второй по величине показатель ESI в Солнечной системе, равный 0,7. У Венеры, которую часто называют близнецом Земли, ESI составляет всего 0,44. Низкий ESI Венеры обусловлен высоким уровнем солнечной радиации и углекислого газа, что создает неконтролируемый парниковый эффект. С точки зрения планетологии это означает, что Венера выходит за предел Комабаяси–Ингерсолла, определяемый как максимальный поток солнечной энергии, который планета может выдержать без неконтролируемого парникового эффекта. Когда она перегревается, ее ESI уменьшается и она становится менее привлекательной.
Следует отметить, что ESI по своей сути ориентирован на Землю. Другие исследователи, в том числе Мадху Джагадиш, предложили индекс сходства с Марсом (MSI) и заявили, что при поиске жизни и потенциально обитаемых планет можно использовать и его (особенно если на Марсе когда-то была жизнь). Такой показатель легко создать для любой планеты или спутника, если есть достаточно информации, например индекс сходства с Венерой или с Титаном. Однако, поскольку жизнь у нас прочно связывается с Землей, лучше всего использовать ESI и PHI.
Самые подходящие планеты
Так куда нам следует отправить генно-модифицированных людей и другие организмы? К счастью, как уже говорилось, после открытия первых землеподобных планет в 2014 г. их число быстро выросло до тысяч, и трудно даже представить, сколько еще будет обнаружено к 2500 г. Удивительнее всего то, что почти все планеты с высокими ESI и PHI были найдены в очень короткой и узкой области Млечного Пути (рис. 11.4а). В будущем мы наверняка откроем еще больше планет, в том числе и более близких к нам.
Впрочем, эти новые открытия могут и не понадобиться, поскольку многие экзопланеты, открытые в XXI в., способны стать пристанищем для людей. The Planetary Habitability Laboratory в Университете Пуэрто-Рико делит открытия на категории «субземля» (размером с Марс), «земля» (размером с Землю) и «суперземля/мини-нептун». Во многих случаях мы можем только догадываться о реальной температуре поверхности или атмосферы планет, что затрудняет определение PHI, но, судя по ESI, у нас есть отличные кандидаты. Согласно оценкам сайта (по данным за 2021 г.), существует 17 планет с ESI больше или равным 0,8 и 42 планеты с ESI больше или равным 0,7.
Рис. 11.4a. Местоположение и индекс сходства с Землей для всех найденных экзопланет. Большинство планет, гипотетически пригодных для заселения экипажами поколенческих кораблей, находятся в десятках или сотнях парсек (один парсек равен 3,26 светового года). ESI для планет определяется по таким параметрам, как равновесная температура, плотность, интенсивность освещения, радиус и скорость преодоления гравитации. Наиболее приемлемые кандидаты имеют ESI ≥ 0,9 (обозначены серым), у второстепенных кандидатов ESI лежит в диапазоне от < 0,9 до ≥ 0,8, а у наименее подходящих кандидатов ESI < 0,8 (обозначены белым). Экзопланеты, у которых известны три или менее показателей ESI, обозначены ромбами, а те, у которых известны четыре или все пять параметров – кружками. Источник данных: https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu.
Особенно интересна система из семи планет TRAPPIST-1 (планеты a, b, c, d, e, f, g и h). Этот планетарный комплекс был обнаружен в результате сотрудничества ученых, работающих с космическими телескопами «Хаббл», «Кеплер» и «Спитцер», а также с телескопом SPECULOOS (нацеленного на поиск обитаемых планет) Европейской южной обсерватории. Данные, собранные, уточненные и опубликованные в 2018 г., выявили семь планет массой от 0,3 до 1,2 земной и с такой же плотностью, как у Земли, что говорит о приемлемой для людей XXI в. гравитации. Некоторые планеты (c и e) кажутся каменистыми, тогда как другие (b, d, f, g и h) могут иметь водяную, ледяную или газовую оболочку, подобную земной. Интересно отметить, что на планете d может существовать океан воды, составляющий около 5 % ее массы (доля воды на Земле составляет