あなたの子供は、大幅なアップグレードなしでは宇宙に住むことができません

私たちは皆、星の間を旅する(または生きる)ことを夢見ています。しかし、宇宙は人間にとって見事にひどい場所であり、私たちはそこでの生活にはまったく適していません。それでも、そのようにする必要はありません。宇宙を私たちの家にするために、人体を再設計するために必要なすべての方法がここにあります。

私たちが人間を宇宙に送り込んできた60年間で、科学者たちは私たちが惑星外に住むことがどれほど本当に悪いかを学びました

微小重力への長期暴露は特に厄介であり、骨密度(宇宙飛行骨減少症)と筋肉量(宇宙飛行サルコペニア、さらには完全な萎縮)の劇的な損失を引き起こします。低重力はカルシウムの放出も引き起こし、骨減少症を引き起こすことに加えて、腎臓結石や骨折のリスクを高めます。心臓は地球のように一生懸命働く必要がないので、時間の経過とともに弱まり、体調を崩し、さらには収縮します。動物モデルでは、無重力状態は発達を遅らせ、細胞シグナル伝達、免疫系、ストレスへの応答に関連する遺伝子の誘発を含む遺伝子発現を妨げることが示されています。

重力がないことはまた、眼球と脳を破壊しますが、人のバランス感覚と体の向き(宇宙と地球に戻るときの両方)に大きな問題を引き起こします。宇宙では、概日リズムが乱れ、体は血液量の減少、免疫不全、および赤血球レベルの低下(飛行後の貧血)に苦しんでいます。

そして、考慮すべきすべての放射線があります。十分なシールドがないと、放射線への長時間の曝露は白内障、癌、および他の多くの健康問題を助長する可能性があります。

これらは明らかに深刻な問題であるため、それらを解決する方法を見つけない限り、長期的な宇宙占有の見通しは届かないままです。

考えられる解決策の1つは、より人間に優しい宇宙生息地を設計することですが、これは必然的に、口で言うほど簡単ではないことがわかります。私たちの宇宙ベースの住居を人間の形(陸生生物に明確に適応した形)の限界に適合させるために、私たちはいくつかの深刻な技術的課題を克服する必要があります。

たとえば、人工重力の見通しを考えてみましょう。最終的には、スピンによって重力を生成する求心性宇宙ステーションを構築することは当然のことです(2001年に描かれたもののように:宇宙の旅)。しかし、航空宇宙エンジニアのジョン・ページ ABCサイエンス語ったように、このスピンベースの重力は、よく描かれているほどエレガントには機能しない可能性があります。

たとえば、ステーションがゆっくりと回転するように設計されている場合、居住可能な部分は非常に長い軸の先端または外側に配置する必要があります。そうしないと、ステーションは必要な求心力を生成するために非常に高速で回転する必要があります。これは、窓の外を見るのが非常に不快な体験になる速度です。さらに、中小規模のスピニングスペースの生息地は、その居住者が人工重力を体験できる非常に狭いバンドを特徴とする可能性があります。それは制約があり、おそらく非常に高価になります。これらのステーションも拡張性がありません。何千人もの居住者を収容するために、相互接続された回転する空間生息地の艦隊をどのように構築できるかはすぐにはわかりません。求心ステーションは、モジュラー設計には適していません。

理想的な宇宙生息地を作成したとしても、代替環境への移行や適応が困難になるでしょう。最終的に、宇宙生息地または宇宙船の居住者は、月または惑星に定住したいと思うでしょう。家の生息地の居心地の良い範囲の外に出ると、入植者は再びホモサピエンスのために設計された人工環境から遠く離れた条件にさらされます。

より現実的には、長期的に人間を宇宙に送り込むという見通しを楽しませるのであれば、人間の改変を真剣に検討する必要があります。

人間が宇宙のために再設計されなければならないという考えは、ほとんど新しいものではありません。

「サイボーグ」という用語は、1960年にマンフレッドクラインズとネイザンクラインがNASAの利益のために書いた画期的な出版物「サイボーグと宇宙」で造られました。論文の要約はそれをうまく要約しています:

NASAは、当時のサイバネティックスとバイオテクノロジーの原始的な状態のために、ClynesとKlineの未来的なアイデアを実際に実装することができませんでした。しかし、それは変わり始めています。今後数十年から数世紀の間に、バイオエンジニアは、人間を宇宙にはるかに適応させるために使用できる強力な新しいツールにアクセスできるようになります。

トランスヒューマニズムを可能にする技術に関しては、バイオテクノロジー(遺伝学と再生医療を含む)、ナノテクノロジー(材料とマイクロロボットの両方)、情報技術、認知科学の4つの領域を検討する必要があります。これらの4つすべてが、微小重力、放射線、および宇宙によって引き起こされるその他の問題の厳しさに耐えることができる人類のバージョンを作成する上で重要な役割を果たします。

遺伝子工学は特に効果的なツールであることが証明されます。

たとえば、科学者たちはすでに、高骨密度を与えるLRP5 / G171V変異と、ミオスタチンの抑制を通じて筋肉量と筋力を増加させるMSTN / IVS1 + 5G> A変異を分離しています。これらの介入は両方とも、長期的に宇宙にいる宇宙飛行士にとって、そして最終的に地球または他の重力の井戸に戻ることを望んでいる宇宙飛行士にとって有益であることがわかります。

そして、多くの宇宙ベースの消耗効果、または乗り物酔いを引き起こす内耳の変化などの不快な効果は、遺伝的介入によって部分的または完全に相殺される可能性があります。

科学者は、そのような突然変異を利用したり、相同組換えCRISPR / cas9による遺伝子ターゲティングを含む導入遺伝子を導入したりするために、いくつもの技術を使用することができます。いわゆる「体細胞」遺伝子治療により、科学者は間もなく成人の非生殖細胞を標的にして交換できるようになります。

世代から世代へと受け継がれる可能性のあるこれらの変化のいくつかは、精子と卵子のレベルで与えられなければならず、それはいくつかの倫理的問題を引き起こします。そして、完全なインフォームドコンセントを得ずにこの種の変更を加えたくないでしょう。

合成生物学者で遺伝学者のCraigVenter、NASAは宇宙飛行士の選択を通じてかなり長い間「遺伝子選択」を行ってきたと述べています。そして、宇宙機関は最終的にこの慣行をより明白で厳密にする必要があります。

「あまりにも多くのものが生物を設計しようとしているように私の想像力を励起していない-でも、人を-長期宇宙飛行のため、および他の世界の多分植民地化、」指摘ベンターは、NASAエイムズ研究センターの2010の基調講演で。

確かに、宇宙に適応しなければならないのは人間だけではなく、私たちの中の生物です。そのために、ベンターは「合成マイクロバイオーム」の開発を提案しました。たとえば、微生物Deinococcus radioduransは、人間を殺す放射線量の7,000倍の放射線量に耐えることができます。指摘でマイク・ウォールによってSpace.com、「科学者は人間のゲノムに、このようなスーパーチャージDNA修復遺伝子を組み込む方法を見つけ出すことができれば、宇宙飛行士がそんなに空間を疾走損傷宇宙線を心配する必要はありません。」

非常に小さなデバイスや特殊なナノスケールの材料も有望ですが、提案されているソリューションの多くは依然としてかなりの推測に基づいています。とはいえ、生物学では不可能な方法で、ナノテクノロジーが人間を変える可能性があることは明らかです。

たとえば、研究によると、ナノテクノロジー骨疾患を治療するための薬を提供し、骨の再生を促進するのに効果的であることが示されています。関連して、テキサスA&M大学のチームは、骨折した骨を癒す材料を開発しまし。そして昨年の初め、テキサス大学ダラス校のナノテク研究所の科学者たちは強力な人工筋肉を実証しました

特別なナノ材料を使用して、危険な放射線から人間の皮膚を保護することもできます。これは、体の一部であるか、表面に追加される可能性のある材料です。

最終的には、呼吸細胞と呼ばれる顕微鏡装置を使用して、通常の赤血球の数百倍の速度で体の組織に酸素を供給することができます。これにより、心臓にかかる負担が大幅に軽減され、肺の必要性が完全になくなる可能性があります。通気性のある空気は不要になり、宇宙生息地の外または内で作業する宇宙飛行士にとってメリットがあります。

未来派のレイ・カーツワイルは、ナノテクノロジーが最終的に私たちの食事の必要性を排除する可能性があると推測しています。小さな分子機械を使用して、手動で細胞に栄養素を供給することができます。これが機能するためには、将来の宇宙飛行士は「栄養ベルト」または貨物で満たされた数十億のナノボットを搭載した他のウェアラブルを装備するでしょう。

トリニティカレッジのジェームズヒューズ教授 マザーボード語ったように、ナノテクノロジーは放射線の影響を相殺するために使用できますが、損傷した細胞を体から洗い流す方法を考え出す必要があります。

ClynesとKlineによると、宇宙生息地の住人は、身体のさまざまな部分や生理学的システムをサイバネティック技術に完全に置き換えることもできます。真のバイオニックな男性または女性は、生物学的制約や弱点から解放されます。彼または彼女は、今日の人間の宇宙飛行士が直面する事実上すべての問題を克服することができるでしょう。

サイボーグの宇宙飛行士は、宇宙の厳しさに耐えるように設計された義肢、臓器、組織、さらには合成ニューロンシナプスさえも持っているでしょう。

「ソフト」アップロードにより、宇宙飛行士はテレプレゼンスまたは仮想/拡張現実技術を使用してロボットをリモート操作し、宇宙船の内外でロボットを操縦することができます。実際、「宇宙飛行士」はこれが機能するために地球を離れる必要さえありませんが、通信間のラグタイムは経験を理想的とは言えません。

しかし、遠方へ行っても構わないと思っている人にとっては、人の脳の内容をデジタル化して別の基板に転送する「ハードアップロード」により、宇宙飛行士はより文字通りの方法で体を交換することができます。このアプローチの主な利点の1つは、宇宙飛行士が、目の前のタスクの性質に応じて、さまざまなロボットに意識をアップロードできることです。そして、作業が終了すると、宇宙飛行士は自分自身をデフォルトのボディ、つまりスーパーコンピューターベースのアバターにダウンロードして戻すことができます。実際、将来の宇宙居住者は恒久的な体をまったく必要としないかもしれません。

「[A]ソリッドステート電子回路に実装された人間のアップロードの乗組員は、空気、水、食物、医療、または放射線遮蔽を必要としません」カーツワイルAIの未来派ジュリオプリスコは述べています。

アップロードの副次的な利点は、スペースデブリとの衝突などの壊滅的な事故が発生した場合に、アクティビティを再開するためにバックアップコピーを要求できることです。

確かに、ここで提案されたアイデアの多くは未来的なものであり、決して実現しない可能性があります。提案された機能強化の中には、予期しない問題を引き起こす可能性があるものもあれば、避けられない倫理的ハードルを決して乗り越えられないものもあります。しかし、私たちが宇宙での生活について学べば学ぶほど、改変されていない人間をそこに送るという考えはばかげているように思われます。

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