Astrobiologia pyrkii ymmärtämään elämän rakennusaineiden alkuperää, sitä, miten nämä biogeeniset yhdisteet yhdistyvät luodakseen elämää, sitä, miten elämä vaikuttaa ympäristöön, josta se on syntynyt, ja miten se vaikuttaa siihen, sekä sitä, laajeneeko elämä alkuperäplaneettansa ulkopuolelle ja miten.

Kään näistä kysymyksistä ei ole mitenkään uusi – mutta ensimmäistä kertaa niiden esittämisen jälkeen näihin kysymyksiin voidaan nyt ehkä vastata. Astrobiologia pyrkii tarjoamaan filosofisen ja ohjelmallisen perustan, jonka avulla voidaan tutkia elämän paikkaa maailmankaikkeudessa – toisiinsa liittyvän monimutkaisuuden tasoilla, jotka vaihtelevat molekyyleistä galaktisiin.
Aluksi joku ei ehkä ajattele, että hänen erikoisalansa voisi olla merkityksellinen astrobiologian kannalta. Astrobiologian kosmisen näkökulman vuoksi he voisivat hyvinkin nähdä, että heidän kiinnostuksen kohteensa ovat jokseenkin kaukana tällaisesta laaja-alaisesta pyrkimyksestä. Astrobiologian pintapuolisimpaankin kuvaukseen uppoutuessa huomaa pian, että siihen ei liity vain laaja kirjo tieteellisiä ja teknisiä tieteenaloja, vaan että näiden tieteenalojen väliset risteyskohdat ovat usein uudenlaisia.

Jossain vaiheessa jokaisella on oma osuutensa astrobiologiassa. Edessä oleva haaste ei ole niinkään kysymysten muotoilu kuin se, miten kaikki asiaankuuluva asiantuntemus voidaan kanavoida oikeaan tehtävään, jotta näihin kysymyksiin voidaan vastata. Se edellyttää myös kaikkien osallistujien halukkuutta kyseenalaistaa vanhoja oletuksia ja keksiä uusia tapoja tehdä asioita.

Kuten Albert Einstein kerran sanoi, ”maailmankaikkeus on oudompi kuin voimme kuvitella”. Tämän varoituksen varassa astrobiologien ei kuitenkaan pitäisi koskaan lakata yrittämästä kuvitella, miten maailmankaikkeus toimii – eikä kaihtaa yrityksiä ymmärtää omaa paikkaansa sen loistossa ja salaperäisyydessä.

Voit olla astrobiologi yksinkertaisesti päättämällä, että olet sellainen.

Miten elämä ja maailma, jossa se asuu, vaikuttavat toisiinsa ajan mittaan?

Oceanografeja ja ilmastotieteilijöitä pyydetään auttamaan ymmärtämään, miten elämä ja planeetta, jolle se syntyi, vaikuttavat planeetan ilmakehän koostumukseen. Kyse on sen ymmärtämisestä, miten valtameret ja ilmakehät muodostuvat, miten ne ovat vuorovaikutuksessa ylläpitääkseen elämän kannalta välttämättömät olosuhteet, miten muutokset ilmakehässä ja valtamerissä voivat muuttaa evoluution kulkua ja miten elämänmuotojen toiminta voi puolestaan muuttaa planeetan ilmakehän ja valtamerten luonnetta.

Mutta Maa on vain yksi planeetta – ja tuskin edustaa kaikkia tämän aurinkokunnan maailmoja. Mitä tapahtuu planeetan (Marsin) elämälle, kun sen valtameret kuivuvat (tai uppoavat maahan) ja suurin osa sen ilmakehästä karkaa avaruuteen ja loput jäätyy sen navoilla? Voivatko samat elämää synnyttävät vaiheet, jotka tapahtuivat Maassa, käynnistyä maailmassa (Europa), jossa paksun jääkuoren toisella puolella on korkean säteilyn tyhjiöympäristö ja toisella puolella nestemäinen valtameri – maailmassa, jossa pääasiallinen energialähde ei tule tähdestä, vaan vuorovesivuorovaikutuksesta jättiläismäisen kaasuplaneetan kanssa?

Lähitulevaisuudessa: miten kaikki nämä vuorovaikutussuhteet ilmojen, vesien ja elämän välillä maapallolla vaikuttavat siihen, miten muutamme planeettaamme? Pystymmekö hallitsemaan prosessia ajoissa, jotta voimme estää vakavat seuraukset? Olemmeko käynnistäneet prosessin, joka muuten tapahtuisi luonnollisesti? Onko siis väistämätön seuraus siitä, että planeetalle syntyy älyllistä elämää, sen biosfäärin muuttuminen? Jos olemme onnistuneet muuttamaan maapallon biosfääriä sattumanvaraisesti ja suunnittelemattomasti, voisimmeko ottaa tästä hallitsemattomasta kokeilusta opiksemme niin, että voisimme tarkoituksellisesti muuttaa vihamielisen maailman (terraformata sen) sellaiseksi, joka kykenee ylläpitämään elämää?

Miten arvioidaan planeetan elämänhistoriaa?

Paleontologeja, evoluutiobiologeja ja ehkä jopa arkeologeja pyydetään auttamaan maapallon aikaisemman elämän merkintöjen ymmärtämisessä planetaarisessa kontekstissa – eli mitä oppeja voimme ottaa oman menneisyytemme selvittämisestä, jotta voimme ohjata meitä, kun selvitämme, mitä muilla planeetoilla tapahtui? Tässä yhteydessä planetaariset geologit ja tähtitieteilijät tulevat mukaan. Millaisia johtopäätöksiä maapallon fossiilirekisteristä voidaan vetää sen suhteen, missä ajassa ja millä nopeudella elämää muodostuu planeetan historiassa? Syntyykö monimutkaisuus tasaista vauhtia vai tapahtuuko se räjähdysmäisesti? Johtavatko planetaaristen ympäristöjen muutokset muutosjaksoja vai seuraavatko ne niitä? Vaikuttavatko ulkoiset tapahtumat, kuten suuret törmäykset, läheinen supernova tai tähtien vaihtelut, elämän evoluution tahtiin ja luonteeseen? Syntyykö elämä heti, kun olosuhteet sen sallivat? Syntyykö elämää vain siksi, että katastrofaaliset tapahtumat sammuttavat sen, jotta se syntyisi uudelleen? Onko mahdollista todella hävittää elämä, kun se on levinnyt planeetalle (ja sen sisällä)?

Voimmeko odottaa löytävämme fossiileja muista maailmoista? Jos kyllä, mistä etsimme? Oliko Marsin varhaishistoria tarpeeksi samankaltainen kuin Maan, että todisteita elämästä voidaan löytää yhtä helposti kuin Maasta? Voivatko planeetat vaihtaa fossiileja sisältävää materiaalia? Jos näin on, miten tämä vaikuttaa elävän materiaalin vaihtoon planeettojen välillä? Jos materiaalia vaihdetaan, onko tämä harvinainen vai yleinen ilmiö? Voidaanko useiden planeettojen fossiiliaineistojen avulla kalibroida, tapahtuiko tällaista vaihtoa ja milloin ja onnistuivatko vieraat elämänmuodot kukoistamaan?

Miten yksinkertaisesta kemiasta päästään itsereplikoituviin elämänmuotoihin?

Organian ja epäorgaanisen kemian asiantuntijoita, informaatioteoreetikkoja, genetiikan asiantuntijoita ja molekyylibiologeja tarvitaan ymmärtämään, miten itsereplikoituvat systeemit saivat alkunsa, ja miten ne kehittyivät niin, että ne sisälsivät myös informaatiokoodauksen ja metabolisen valvonnan. Astrobiologian kannalta on kiinnostavaa, mitkä elottomat materiaalit ja ympäristöt osallistuivat itsereplikoivien kemiallisten järjestelmien syntyyn. Mitä materiaaleja tarvittiin? Pystymmekö jäljittelemään näitä olosuhteita nykyään? Onko olemassa vaihtoehtoisia järjestelmiä, jotka voisivat syntyä erilaisista lähtöaineista? Oliko olemassa kilpailevia alkukantaisia elämänjärjestelmiä – ja jos oli, voitti yksi niistä toisen vai sulautuivatko ne yhdeksi biologiaksi?

Kiinnostavaa on myös ymmärtää, miltä varhaisimmat geneettiset järjestelmät näyttivät, onko Maassa nykyään analogisia järjestelmiä ja onko nykyisissä organismeissa molekyylifossiileja (eli muinaisia komponentteja, jotka ovat säilyneet evoluution aikana), jotka voivat antaa tietoa varhaisista geneettisistä järjestelmistä.

Elämää ääriympäristöissä – onko elämä alkanut näin Maassa ja voimmeko odottaa löytävämme sitä muista maailmoista?

Mikrobiologeja, ekologeja, merentutkijoita, orgaanisia ja epäorgaanisia kemistejä ja geologeja pyydetään ymmärtämään, millaisissa ympäristön ääriolosuhteissa elämää voi esiintyä Maassa. Elämää on löydetty kilometrien syvyydestä maankuoren alta, meren syvimmistä osista, syövyttävästä ja kiehuvasta vedestä, ydinreaktoreista, Etelämantereen kallioiden sisältä ja myrkyllisten jätteiden keskeltä. Elämän uskotaan nyt syntyneen maapallolla kuumissa, vihamielisissä olosuhteissa.

Ovatko äärimmäiset olosuhteet, joissa maanpäällinen elämä kukoistaa, siis osoitus siitä, millaisissa ympäristöissä elämä voi syntyä muualla? Viittaavatko nämä ympäristöt sellaisten ympäristöjen valikoimaan muissa maailmoissa, joissa elämä voi selviytyä? Osoittavatko ne paikkoja, joista saatamme löytää jäänteitä ekosysteemeistä Marsin kaltaisissa maailmoissa, jotka ovat kokeneet äärimmäisiä ilmastomuutoksia? Myös teollisuusmikrobiologit ja farmaseuttiset tutkijat voidaan ottaa mukaan tutkimukseen, sillä monet extremofiileistä eristetyt entsyymit ovat jo saaneet merkittävää tieteellistä ja kaupallista käyttöä.

Suuren mittakaavan planetaariset vaikutukset:

Tähtitieteilijöitä, planeettageologeja ja paleontologeja pyydetään arvioimaan suurten iskujen vaikutusta maapallon elämään. Monilta planeetoilta ja kuilta on löydetty selviä merkkejä pommituksista aurinkokunnan varhaishistoriassa. Muutama vuosi sitten näimme, kuinka komeetta iskeytyi Jupiteriin moninkertaisella voimalla planeettamme kollektiiviseen ydinasearsenaaliin verrattuna. Maassa on selvää, että suuria ekosysteemiä tuhoavia iskuja on tapahtunut melko säännöllisesti. Selittävätkö nämä törmäykset jotakin maapallon elämän evoluution aikana kulkeneista poluista? Ovatko planetaariset törmäykset ”luonnollinen” osa elämän evoluutiota planeetalla? Jos näin on, nopeuttaako vai hidastaako törmäysten määrä uusien elämänmuotojen kehittymistä? Poistavatko usein toistuvat törmäykset planeetan nuoruuden aikana elämän yhden tai useamman kerran, ennen kuin se lopulta pääsee valloilleen?

Jatkuva, päivittäinen meteoriittimateriaalin tulva, Marsin meteoriitista ALH84001 löydetyt oletetut maan ulkopuoliset fossiilit ja viimeaikaiset analyysit komeettojen koostumuksesta ovat lisänneet kiinnostusta siihen, millainen rooli maan ulkopuolisilla materiaaleilla on ollut elämän synnyssä maapallolla. Syntyivätkö Maan ja Marsin valtameret komeettojen vaikutuksesta? Mikä rooli tällä jatkuvalla materiaalien tulvalla on planeetan ekosysteemissä? Voivatko elinkelpoiset organismit siirtyä planeettojen välillä – eli onko tarkasteltava ekologiaa, jossa on mukana useamman kuin yhden planeetan eliöstö? Voivatko pienet biogeenisten materiaalien kokoelmat keskittyä muuten abioottisiin maailmoihin – kuten Maan kuun napoihin? Jos Maahan törmäävät aineet sisältävät biogeenisiä yhdisteitä, mitä tämä kertoo elämän mahdollisuudesta syntyä komeetoissa ja muissa pienissä kappaleissa?

Planeetan suojelu: ei-toivotun planeettojen välisen elämänmuotojen sekoituksen estäminen

Epidemiologit, mikrobiologit, eetikot, avaruusalusten insinöörit ja ympäristöterveydenhuollon ammattilaiset joutuvat arvioimaan, miten suojelemme itseämme ja planeettamme biosfääriä haitallisilta maan ulkopuolisilta elämänmuodoilta – ja mihin toimiin ryhdymme ollaksemme varmoja siitä, ettemme saastuta muita maailmoja. Miten steriloimme avaruusalukset, jotta estämme muiden maailmojen saastumisen maanpäällisillä elämänmuodoilla? Miten palautamme näytteitä muista maailmoista tavalla, joka vähentää riittävästi onnettomuusriskiä ja säilyttää samalla näytteen koskemattomuuden? Jos kahden eri planeetan elämänmuodot joutuvat suoraan kosketuksiin keskenään, onko tämä kohtaaminen suotuisa vai haitallinen? Voivatko yhden planeetan mikrobit aiheuttaa sairauksia toisen planeetan organismissa?

Onko mahdollista lähettää ihmisiä muihin maailmoihin (kuten Marsiin) saastuttamatta niitä? Voidaanko avaruuspuvut suunnitella niin, etteivät ne saastuta planeetan pintaa? Onko planeetan saastuminen väistämätön seuraus ihmisen tutkimusmatkailusta? Jos löydämme maailman, jossa ei ole elämää – missä vaiheessa olemme niin varmoja, että emme ole huolissamme tämän maailman saastumisesta? – Loppujen lopuksi elämää on löydetty kilometrien syvyydeltä maapallon pinnan alta, ja samanlaiset elinympäristöt voisivat jäädä havaitsematta muissakin maailmoissa? Jos elämää löytyy toisesta maailmasta, onko sillä ”oikeus” elää ilman maanpäällistä saastumista? Miten päätämme, onko planeetan maankaltaistaminen turvallista ja eettisesti hyväksyttävää?

Extrasolar planets: finding them and evaluating their biological potential

Astronomien, ilmastotieteilijöiden ja ekologien tehtävänä on laatia strategia, jonka avulla voidaan löytää elämän kehittymistä edistäviä extrasolar planets. Viimeaikaiset löydöt näyttävät osoittavan, että planeettojen muodostuminen on yleinen ilmiö maailmankaikkeudessa. Vaikka toistaiseksi on havaittu vain suuria Jupiter-luokan planeettoja, on vain ajan kysymys, milloin pienempiä, Maan luokan planeettoja odotetaan löytyvän.

Voidaanko näitä planeettoja kuvata suoraan? Mitä etsimme, kun yritämme selvittää, missä planeetalla on elämää? Voidaanko elämästä kertovia planetaarisia ilmiöitä havaita tähtienvälisillä etäisyyksillä? Onko planeetan ilmakehän koostumuksessa piirteitä, jotka viittaavat epätasapainoon, jota odotamme elämän ylläpitävän? Onko Europan kaltaisessa jääpeitteisessä valtamerimaailmassa sellaisia piirteitä, jotka voidaan havaita kaukaa? Etsimmekö todisteita kemiallisista tekijöistä, jotka ovat erilaisia kuin ne, joita maanpäällinen elämä käyttää? Pystymmekö määrittämään, mikä on jonkin tähden elinkelpoinen vyöhyke? Voiko planeettoja – ja elämän edellytyksiä syntyä useissa eri tähtijärjestelmissä?

Onko olemassa piirteitä, jotka teknologinen rotu jättää ja jotka voidaan havaita tähtienvälisten etäisyyksien yli? Elävätkö nämä piirteet luojiaan kauemmin? Etsimmekö Dyson-palloja tai muita keinoja, joilla tähden tuotantoa valjastetaan tai muutetaan? Etsimmekö tähtijärjestelmiä, joissa on useampi kuin yksi asumiskelpoinen maailma, kenties terraformoituja planeettoja? Jättääkö tähtienvälisen avaruuden kulkeminen havaittavia jälkiä? (ovatko jotkut gammasäteilypurkaukset itse asiassa peräisin tähtialuksista?)

Onko elämä luonnollinen seuraus planeettojen muodostumisesta?

Geologit, tähtitieteilijät, kemistit ja ilmastotieteilijät joutuvat ymmärtämään, miten planeetat kasautuvat, miten ne erilaistuvat, miten ne kierrättävät materiaaleja ja miten nämä tekijät yhdessä luovat ja ylläpitävät ympäristöä, joka on otollinen elämän synnylle ja säilymiselle.

Ovatko tähtien syntyprosessit ja protoplanetaaristen kiekkojen muodostuminen yhteisiä (ja luonnostaan samanlaisia) ilmiöitä? Toisin sanoen, menevätkö samanlaiset materiaalit planeettojen muodostumiseen eri puolilla maailmankaikkeutta – ja onko aurinkokuntamme samanlainen kuin nämä muut aurinkokunnat? Jos elämää löytyy muista maailmoista kuin Maasta, kuinka yleistä se on koko aurinkokunnassamme? Koko maailmankaikkeudessa? Jos elämä on yleistä aurinkokunnassamme, voidaanko tämä ekstrapoloida muihin aurinkokuntiin – tai jopa koko maailmankaikkeuteen?

Maailman ulkopuolisen älykkyyden etsiminen ja yhteydenpito sen kanssa

Radio- ja optisia tähtitieteilijöitä, televiestintäpalvelujen tarjoajia, salakirjoittajia, kielitieteilijöitä, psykologeja, eetikkoja ja toimittajia pyydetään suunnittelemaan ja toteuttamaan maapallon ulkopuolisen älykkyyden etsintää (SETI). Vaikka lyhytnäköinen Yhdysvaltain kongressi lopetti hallituksen tuen tälle pyrkimykselle, se jatkuu siitä huolimatta. Teknologinen kyky etsiä ja tunnistaa signaaliehdokkaita kaksinkertaistuu alle vuodessa.

Kykenemmekö laatimaan strategioita, jotka mahdollistavat riittävän katsauksen taivaalle? Tunnistammeko keinotekoisen signaalin, kun löydämme sellaisen? Jos tunnistamme signaalin – pystymmekö purkamaan sen – ja ymmärrämmekö sitä? Onko mitään opittavaa kommunikoinnista muiden kuin ihmislajien, kuten apinoiden ja valaiden, kanssa? Voimmeko jatkaa tätä etsintää maapallolla, koska radiohäiriöiden lähteet ovat kasvussa? Onko meidän siirrettävä SETI avaruuteen tai kenties Maan kuun toiselle puolelle välttyäksemme häiriöiltä? Tarkastelemmeko kaikkia mahdollisia tapoja, joilla viestintä voi tapahtua tähtienvälisten etäisyyksien yli? Jos saamme viestin, pitäisikö meidän vastata siihen? Jos vastasimme, kuka viestin laatii ja miten lähetämme sen?

Hermojärjestelmät: miten Maa vaikutti niiden kehitykseen – ja miten ne reagoivat avaruusympäristöön?

Neurotieteilijöitä ja käyttäytymistieteilijöitä pyydetään ymmärtämään, miten elämässä kehittyy kyky vaihtaa tietoa eliöiden sisällä ja niiden välillä – ja miten nämä eliöt saavat tietoa ulkoisesta ympäristöstään ja syöttävät sitä takaisin ulkoiseen ympäristöönsä.

Millaiset ympäristöön liittyvät ärsykkeet johtivat hermojärjestelmien kehittymiseen? Mikä rooli painovoimakentällä on eliön hermoston kehittymisessä ja organisoitumisessa? Voiko tämä hermosto kehittyä normaalisti muuttuneissa painovoimaympäristöissä? Voiko mikrogravitaatiossa kasvaneen yksilön hermosto sopeutua täysin elämään 1G-ympäristössä? Miten mikrogravitaatiossa kasvatettu organismi aistii sijainnin ja suunnan? Voiko hermojärjestelmä kehittyä siten, että se kykenee sieppaamaan – ja luomaan sellaisia energiamuotoja, joita ei tällä hetkellä esiinny maanpäällisissä elämänmuodoissa – esim. radio-, mikroaalto-, magneetti- ja röntgensäteilyä?

Lihakset ja luusto: mitä tapahtuu, kun painoa kantavilla rakenteilla ei enää ole painoa kannettavana?

Luu-, lihas- ja liikuntafysiologit, kehitysbiologit, vertailevat anatomit, neurofysiologit, kinesiologit ja kuntoutusterapeutit joutuvat ymmärtämään, miten elämässä kehittyy sisäisiä arkkitehtonisia tukijärjestelmiä, miten nämä järjestelmät niveltyvät liikettä varten ja mikä rooli painovoimalla on näiden järjestelmien evoluutiossa, kehityksessä, toiminnassa ja ylläpidossa. Tuki- ja liikuntaelimistön järjestelmät tukevat eliöitä painovoiman vetovoimaa vastaan ja mahdollistavat liikkumisen painovoimakentässä. Luurankojärjestelmät käyttävät yleisiä mineraaleja muodostaakseen arkkitehtuurin, joka mukautuu ja mukautuu jatkuvasti uudelleen käyttötapojen ja voimien mukaan. Lihasten hallintaan voi liittyä monimutkaisia hermomekanismeja, jotka hioutuvat kokemuksen myötä, kun organismi reagoi ympäristöönsä. Nämä tukevat arkkitehtuurit ja liikkumistavat ovat kuitenkin tulosta miljardien vuosien kehityksestä painovoimakentän aiheuttamien voimien vallitessa. Painovoimasta irrottautuminen asettaa toiminnallisia haasteita, joihin näiden järjestelmien ei ole koskaan tarvinnut reagoida.

Kehittyivätkö luurankojärjestelmät hyödyntämään käsillä olevia materiaaleja, vai onko niillä evolutiivinen mieltymys yhteen materiaaliin verrattuna toiseen? Kehittyvätkö tuki- ja liikuntaelimistöt normaalisti ilman painovoimakenttää? Kehittyvätkö nämä järjestelmät riittävästi, jotta organismi voi elää elämänsä mikrogravitaatiossa? Voivatko mikrogravitaatiossa kasvaneiden organismien tuki- ja liikuntaelimistöt toimia normaalisti, kun ne altistuvat normaalille painovoimalle? Miten nämä järjestelmät reagoivat Maan painovoimakenttiä suurempiin painovoimakenttiin? Kehittyvätkö muilla planeetoilla elävät elämänmuodot maanpäällisten organismien kaltaisia rakenteita ja liikkumistapoja vai onko olemassa muita mahdollisia ratkaisuja? Onko lentäminen yleisempää maailmoissa, joissa painovoima on pienempi kuin Maan painovoima, ja harvinaisempaa maailmoissa, joissa painovoima on suurempi kuin Maan painovoima?

Miten elämän raaka-aineet muodostuvat, jakautuvat ja kierrätetään maailmankaikkeudessa?

Tähtitieteilijät ja astrofyysikot joutuvat ymmärtämään, miten tähdet tuottavat elämän tarvitsemia alkuaineita, miten nämä materiaalit järjestäytyvät planeettajärjestelmiksi, miten näitä materiaaleja käsitellään planeettajärjestelmien evoluution aikana ja miten ne kierrätetään, kun isäntätähti muuttuu supernovaksi, tai miten ne häviävät, kun isäntätähti hiipuu ja kuolee.
Onko olemassa galaktinen ekologia, jossa biogeeniset materiaalit tuotetaan ja kierrätetään tähtien läpi? Kuinka yleisiä ovat niin sanotut ”orgaaniset yhdisteet” kaikkialla maailmankaikkeudessa? Onko olemassa muita yhdisteitä, jotka voisivat viitata elämään? Miten nämä aineet ovat järjestäytyneet ja keskittyneet niin, että elämää voi syntyä? Onko galaksimme joillakin alueilla todennäköisempää (tai epätodennäköisempää), että siellä on biogeenisiä esiasteita? Ovatko planeetat ja kuut ainoat paikat, joissa elämä tai sen välittömät esiasteet voivat muodostua?

Mikä on pienin, perustavanlaatuisin taso, jolla elämä havaitsee painovoiman ja reagoi siihen?

Solufysiologeja ja -fyysikoita pyydetään selvittämään biologisen organisaation pienin taso, jolla painovoima (tai sen puute) voidaan havaita, välittää ja reagoida siihen. Painovoima on ainoa ympäristötekijä, jonka läsnäolo ja voimakkuus on pysynyt vakiona koko elämän ajan maapallolla. Painovoima on myös ainoa ympäristötekijä, jonka läsnäoloa ei voi poistaa (muutamaa sekuntia pidemmäksi ajaksi) Maan pinnalla tai sen läheisyydessä. Näin ollen elämää ei ole koskaan saatettu tilanteeseen, jossa painovoima ei olisi läsnä.
Onko kehittynyt biologisia prosesseja, jotka ovat riippuvaisia painovoiman läsnäolosta? Onko olemassa biologisia prosesseja, jotka eivät ole herkkiä painovoiman läsnäololle tai puuttumiselle? Onko olemassa painovoiman kynnystaso, jolla aistimekanismit reagoivat painovoimaan? Millä organisaation tasolla (tasoilla) elämänmuodot voivat havaita painovoiman läsnäolon ja suunnan? Reagoivatko painovoimasta riippuvaiset biologiset ilmiöt ympäristön muihin voimiin? Kehittyvätkö painovoiman aistimismekanismit eliöissä, jotka kasvavat ilman painovoimaa? Toimivatko mikrogravitaatiossa kasvatettujen organismien aistimismahdollisuudet normaalisti, kun ne altistuvat gravitaatiolle? Mikä on maksimipainovoimakenttä, jossa elämä voi kehittyä?

Mitä maanpäällinen elämä tarvitsee selviytyäkseen ja sopeutuakseen avaruuden ja muiden planeettojen ympäristöihin?

Avaruusalusten insinöörejä, elämää ylläpitäviä insinöörejä, inhimillisten tekijöiden tutkijoita, evoluutiobiologeja, ekologeja, lääkäreitä, ympäristötoksikologeja ja psykologeja pyydetään ymmärtämään, mitä tarvitaan ihmisten ja muiden maanpäällisten elämänmuotojen elättämiseksi maanulkoisissa ympäristöissä – avaruudessa ja planeettojen pinnoilla.
Millaisia vastatoimia meidän on kehitettävä, jotta voimme selviytyä mikropainovoiman ja avaruussäteilyn heikentävistä vaikutuksista? Voivatko ihmiset ja muut elämänmuodot sopeutua uudelleen elämään maapallolla sen jälkeen, kun ne ovat sopeutuneet elämään mikrogravitaatiossa tai Kuun ja Marsin alhaisemmissa painovoimakentissä? Voidaanko elämänmuotoja muuttaa toimimaan paremmin maan ulkopuolisissa ympäristöissä? Pitäisikö niitä muuttaa? Pitäisikö meidän muokata vain aikuisia vai sopeuttaa lapsia? ? Voivatko maan ulkopuolisissa siirtokunnissa syntyneet lapset sopeutua maanpäälliseen elämään? Voivatko ihmiset edes lisääntyä avaruudessa? Jos päätämme muokata muita maailmoja, millaisia elämänmuotoja istutamme näihin maailmoihin? Voimmeko muokata olemassa olevia maanpäällisiä elämänmuotoja? Onko meidän luotava uusia?

Miten ihmiskulttuuri sopeutuu ja kehittyy maan ulkopuolisissa ympäristöissä?

Kaikki edellä mainitut henkilöt sekä ihmiset, joilla ei ole erityistä asiantuntemusta, joutuvat ymmärtämään, mitä ihmisten ja muiden maanpäällisten elämänmuotojen on selviydyttävä, kukoistettava ja kehityttävä uusissa ympäristöissä avaruudessa ja muissa maailmoissa.

Biolääketieteellisten kysymysten lisäksi, tuovatko ihmiset mukanaan olemassa olevat sosiaaliset ja kulttuuriset arvot levittäytyessään eri puolille avaruutta? Millaisia uusia kulttuurisia sopeutumisia tehdään? Missä vaiheessa maapallon ulkopuolella asuvat ihmiset samaistuvat enemmän nykyiseen kotiinsa ja vähemmän Maahan? Pitäisikö ennen muiden maailmojen asuttamista tehdä suunnitelmia siitä, miten nämä maailmat olisivat itsehallinnollisia, vai pitäisikö meidän vain antaa ihmisluonnon toimia omalla painollaan? Muuttuvatko mikrogravitaatioympäristöt ihmisten tapaa olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa? Mitä voisi tapahtua maailmassa, jossa painovoima on alhainen ja jossa ihmiset voisivat mahdollisesti kiinnittää siivet ja lentää? Miten ihmiset sopeutuvat pitkiin avaruusmatkoihin, jotka saattavat kestää yli yhden ihmiselämän? Miten horros voisi tehdä pitkistä avaruuslennoista siedettävämpiä, ja mitä tapahtuu, kun ihmiset heräävät tulevaisuudessa? Jos ihmiset levittäytyvät eri puolille tähtiä, pitävätkö he yhteyttä muihin maailmoihin vai katkaisevatko he kaikki siteet?

Mitä tapahtuu, jos tapaamme toisen aistivan lajin?

Miksi olemme niin kiinnostuneita lähtemään maapallolta tutkimaan maailmankaikkeutta?

Perheitä, joilla ei ole luonnontieteellistä tai teknistä koulutusta, pyydetään vahvistamaan, että tällaisesta tutkimuksesta on todellista hyötyä. Hyöty ei ehkä ole välitöntä – mutta sen pitäisi kuitenkin olla merkityksellistä.

Mikä on se, mikä saa meidät laajentumaan ja tutkimaan horisontin taakse? Onko tämä synnynnäinen ihmisen ominaisuus vai kulttuurin keinoin sukupolvelta toiselle siirtynyt?

Seuraa astrobiologiaa Twitterissä.