"Lunar Ark" - một dự án tạo ra một kho lưu trữ gen trên Mặt trăng

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Một nhóm các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết về khái niệm "hòm mặt trăng" ẩn bên trong các kênh dung nham cổ đại của mặt trăng. Kho lưu trữ khổng lồ này có thể lưu trữ tinh trùng, trứng và hạt giống của hàng triệu loài trên Trái đất, do đó tạo ra một nguồn dự trữ duy nhất cho ngày mưa.

Để "tái khởi động" sự đa dạng sinh học của Trái đất trong trường hợp thảm họa toàn cầu bất ngờ xảy ra, các nhà khoa học đề xuất xây dựng một "chiếc hòm" thực sự trong các kênh dung nham của Mặt trăng - một kho chứa gen của tất cả các loài sinh vật.

Ark (nói cách khác, một ngân hàng gen) sẽ được ẩn giấu một cách đáng tin cậy trong các đường hầm và hang động do dòng dung nham tạo ra cách đây hơn 3 tỷ năm và các tấm pin mặt trời nằm trên bề mặt vệ tinh của Trái đất sẽ đóng vai trò là nguồn cung cấp năng lượng cho nó. Theo các nhà nghiên cứu, kho chứa đông lạnh sẽ chứa vật liệu di truyền của tất cả 6,7 triệu loài thực vật, động vật và nấm đã biết trên Trái đất, cần ít nhất 250 lần phóng tên lửa để đưa chúng lên Mặt trăng.

Các nhà khoa học tin rằng các biện pháp như vậy sẽ giúp bảo vệ động vật hoang dã trên hành tinh của chúng ta khỏi các kịch bản ngày tận thế tự nhiên và nhân tạo, chẳng hạn như sự bùng nổ của một vụ nổ siêu khủng long hoặc chiến tranh hạt nhân, và đảm bảo sự tồn tại của gen của tất cả các loài trên cạn. Các nhà nghiên cứu đã trình bày dự án về chiếc hòm tương lai tại hội nghị hàng không vũ trụ IEEE.

Jackan Thanga, người đứng đầu Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Robot trên Mặt đất và Không gian (SpaceTREx) tại Đại học Arizona, nói với Live Science: “Có một mối quan hệ chặt chẽ giữa chúng ta và thiên nhiên. “Chúng tôi có trách nhiệm bảo tồn đa dạng sinh học và cung cấp các phương tiện để bảo tồn nó.”

Theo ông Thangi, cho đến nay, không phải tất cả các công nghệ cần thiết cho dự án đầy tham vọng này đều được đưa vào quy trình công nghiệp - một số công nghệ thậm chí chỉ tồn tại trên giấy. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho rằng hòm cất giữ có thể được xây dựng trong vòng 30 năm tới.

Các mối đe dọa hiện hữu và thực tế: tương lai của hành tinh chúng ta

Mục đích chính của hòm mặt trăng là tạo ra một kho lưu trữ đa dạng sinh học bên ngoài an toàn. “Tôi thích sử dụng phép loại suy dữ liệu,” Thanga giải thích. "Nó giống như việc sao chép ảnh và tài liệu từ máy tính của bạn sang một ổ cứng riêng biệt, vì vậy, bạn có một bản sao lưu thông tin quan trọng nhất của mình như một biện pháp cuối cùng."

Theo giả thuyết, nếu một sự kiện tận thế nào đó phá hủy thế giới tự nhiên hoặc hủy diệt phần lớn nhân loại, con người sẽ có cơ hội “nhấn nút đặt lại”.

Trong phần trình bày của mình, các nhà nghiên cứu đã liệt kê những mối đe dọa tiềm tàng sau đây đối với sự tồn tại của đa dạng sinh học trên Trái đất: phun trào siêu núi lửa, chiến tranh hạt nhân toàn cầu, tác động của tiểu hành tinh, đại dịch, tăng tốc biến đổi khí hậu, bão mặt trời toàn cầu và hạn hán toàn cầu. Tất nhiên, xác suất xảy ra những sự kiện này là xa 100%, nhưng mỗi lời đe dọa được lên tiếng là một thực tế đáng buồn mà chúng ta có thể đối mặt bất cứ lúc nào trong lịch sử.

Sao lưu gen để bảo tồn đa dạng sinh học không phải là một khái niệm mới. Svalbard's Seed Vault, nằm trên Vòng Bắc Cực ở Na Uy, đã bao gồm các mẫu gen từ nhiều loài thực vật trên khắp thế giới và đã được sử dụng để đưa một số loài thực vật trở lại tự nhiên.

Tuy nhiên, kho lưu trữ này có thể bị ảnh hưởng do mực nước biển dâng cao hoặc tác động của một tiểu hành tinh - trong trường hợp này, ngay cả khi xa nền văn minh cũng không thể cứu được. Theo các nhà nghiên cứu, chỉ bằng cách lưu trữ thông tin di truyền ở một nơi nào đó bên ngoài, chúng ta mới có thể đảm bảo rằng nó sẽ chống lại được bất kỳ mối đe dọa nào đối với sự tồn tại của sự sống trên Trái đất.

Kênh nham thạch: những gì nằm trong ruột của mặt trăng

Mặt trăng là sự lựa chọn rõ ràng cho một con tàu ngoài Trái đất vì một lý do chính: hành trình từ Trái đất đến nó chỉ 4 ngày, và do đó, việc vận chuyển vật liệu xây dựng và mẫu đến đó dễ dàng hơn nhiều so với ví dụ, lên sao Hỏa. Theo Thangi, việc xây dựng một chiếc tàu trong quỹ đạo quanh Trái đất không phải là một phương án an toàn do quỹ đạo không ổn định.

Tuy nhiên, một ưu điểm khác của việc xây dựng một chiếc hòm trên mặt trăng là nó có thể được cất giấu một cách an toàn trong các ống dung nham. Những hang động và đường hầm bên dưới bề mặt này được hình thành khi hoạt động kiến tạo vẫn tồn tại trên vệ tinh và vẫn còn nguyên vẹn kể từ đó đến nay. Các ống dung nham sẽ bảo vệ hòm khỏi tác động của thiên thạch và bức xạ gây hại DNA. Trước đây, các ống dung nham đã được coi là nơi thành công nhất trong việc xây dựng các thành phố thuộc địa đầu tiên của Mặt Trăng, vì vậy lựa chọn này có vẻ hoàn toàn hợp lý.

Thanga nói: “Nếu không có vụ va chạm trực tiếp từ một thiên thạch hay một vụ tấn công hạt nhân, mọi thứ sẽ ổn với con tàu. "Ngoài ra, mặt trăng có thể có tới 200 ống dung nham thích hợp để xây dựng một chiếc hòm."

Các nhà nghiên cứu đề xuất lập bản đồ đầu tiên của các đường ống này bằng cách sử dụng các robot được thiết kế đặc biệt có khả năng tự động khám phá các hang động và đường hầm. Theo Thangi, những robot SphereX giả định này sẽ giống những quả Pokeball lớn với nửa trên bằng kim loại màu xám đen và nửa dưới bằng đồng. Họ sẽ có thể nhảy lên bề mặt Mặt Trăng trong điều kiện trọng lực thấp và lập bản đồ các hốc bên trong vệ tinh bằng máy ảnh và LIDAR, một kỹ thuật viễn thám sử dụng tia laser xung để điều hướng. Khi robot đã tìm thấy ống dung nham phù hợp, quá trình xây dựng có thể bắt đầu.

Tạo cơ sở

Ark sẽ bao gồm hai phần chính - trên và dưới mặt đất. Các mẫu gen sẽ được đặt trong các mô-đun lưu trữ đông lạnh bên trong các ống dung nham được kết nối với bề mặt bằng thang máy. Một hệ thống thông tin liên lạc gắn trên bề mặt và các tấm pin mặt trời sẽ cung cấp năng lượng cho con tàu, và một khóa thông gió sẽ hữu ích cho du khách.

Việc xây dựng một chiếc tàu thoạt nhìn có vẻ là một thách thức lớn về mặt hậu cần, nhưng Thanga tự tin rằng các sứ mệnh sắp tới của NASA và Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) lên mặt trăng sẽ tạo tiền đề cho các dự án xây dựng như vậy. Thanga dự đoán rằng việc vận chuyển các mẫu vật lên mặt trăng sẽ là khó khăn và tốn kém nhất trong việc chế tạo một chiếc hòm.

Tính toán của các nhà khoa học cho thấy để một loài trở về Trái đất thành công, cần tới 500 mẫu - xét cho cùng, động vật và thực vật cần phải giao phối với nhau để tạo ra con cái. Ngoài ra, để bắt đầu, thiết bị và vật liệu xây dựng sẽ phải được đưa lên mặt trăng, và đây là thời gian bổ sung và chi phí khổng lồ. Thanga nói: “Sẽ tốn hàng trăm tỷ đô la để đóng hòm và vận chuyển các mẫu thử, vì vậy dự án này có thể sẽ phải được triển khai trên phạm vi quốc tế.

Robot hoạt động trong: cuộc sống hàng ngày của kho lưu trữ đông lạnh

Lưu ý rằng một khía cạnh quan trọng của hòm mặt trăng là hoàn toàn không thể tiếp cận được vào lúc này.

Bảo quản đông lạnh mẫu cần môi trường có nhiệt độ cực thấp, từ - 180 đến - 196 độ C. Điều này có nghĩa là việc sử dụng con người để phân loại và lấy mẫu từ các mô-đun lưu trữ đông lạnh là không thực tế và thậm chí nguy hiểm. Thay vào đó, những công việc nặng nhọc và tinh vi sẽ đổ lên vai những người máy.

Nhưng ở nhiệt độ thấp như vậy, các robot hiện đại chỉ đơn giản là đóng băng trên sàn do kết quả của quá trình hàn lạnh thụ động, khi các kim loại được hợp nhất với nhau ở nhiệt độ đóng băng. Giải pháp, theo các nhà nghiên cứu, là bay lượng tử. Giải pháp lý thuyết này là một phiên bản "siêu nạp" của từ tính sử dụng vật liệu siêu dẫn để giữ các vật thể trong từ trường.

Hiện tượng bay lượng tử vẫn chưa thể thực hiện được và chỉ là một lý thuyết đẹp, nhưng trong tương lai, một giải pháp như vậy sẽ là nhu cầu lớn cho các dự án đông lạnh khác, chẳng hạn như du hành vũ trụ đường dài. Do đó, các nhà khoa học tin rằng giải pháp này hoặc giải pháp khác cho vấn đề sẽ được tìm ra trong tương lai rất gần, nếu không họ sẽ đơn giản phải quên đi việc khám phá không gian.

Các nhà nghiên cứu cho biết khoảng thời gian 30 năm là khung thời gian thực tế nhất. Tuy nhiên, nếu nhân loại phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng hiện sinh không thể tránh khỏi, thì công việc có thể được đẩy nhanh lên nhiều lúc. Nếu chúng ta đang ở bờ vực của thảm họa, thì bằng nỗ lực chung, một cơ sở lưu trữ trên Mặt trăng có thể được xây dựng trong 10 năm, nhưng điều này sẽ đòi hỏi mức độ hợp tác chưa từng có - chúng ta sẽ phải quên đi những khác biệt kinh tế và chính trị của các cường quốc hàng đầu thế giới.