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画期的な月着陸ミッションはDNAデータ保存の別世界のフロンティアを目指す

画期的な月着陸ミッションはDNAデータ保存の別世界のフロンティアを目指す
アストロボティック社のペレグリン着陸機は、打ち上げ機のフェアリング内に設置される準備が整っています。(アストロボティック社の写真)

数日中に打ち上げられる予定の、商業着陸機を月に送るミッションは、最後の未開の地でDNAを冷蔵保存することを目指すプロジェクトなど、何年も前から計画されてきたプロジェクトを実現することになる。

ピッツバーグに拠点を置くアストロボティック社のロボット着陸機「ペレグリン」は、フロリダ州ケープカナベラル宇宙軍基地から月曜日午前2時18分(東部標準時)(日曜日午後11時18分(太平洋標準時))に打ち上げられ、月への40日間の遠回りの旅を開始する予定です。NASA TVはカウントダウンの動画配信を行います。

これはユナイテッド・ローンチ・アライアンスの次世代バルカン・セントール・ロケットの初打ち上げとなるとともに、ジェフ・ベゾス氏のブルー・オリジン宇宙ベンチャーがバルカンの第1段ブースター用に開発したBE-4エンジンの初使用となる。ULAとブルー・オリジンの提携が発表されてからほぼ10年が経ったことになる。

来月の着陸が成功すれば、商業的に製造された宇宙船の月面への初の軟着陸として歴史に刻まれることになる。実際、1972年のアポロ17号以来、米国製宇宙船による月面への軟着陸となる。着陸機に搭載されるペイロードの中には、アポロ時代以来初めて月を周回する米国製宇宙船となるアイリス小型探査車も含まれる。

NASAが支援する複数のペイロードが、数週間にわたる予定の科学ミッション中に、グリュイトハイゼン・ドームと呼ばれる地域周辺の着陸地点で測定を行う予定です。その他のペイロードには、メキシコ製のマイクロロボット、MoonArkと呼ばれるアートプロジェクト、記念品、そして少量の暗号通貨などが含まれます。

そしてDNA。提供者から提供されたDNAサンプル、あるいはコード化された情報を含むよう合成されたDNAサンプルは、ペレグリン着陸船とバルカンロケットのセントーV上段ロケットに搭載される。

月面のDNA

月へ送られるDNAサンプルは、アーチ・ミッション財団のルナ・ライブラリII(DVDとほぼ同じ大きさのデータストレージディスク)の一部です。ライブラリの大部分は、6000万ページを超える写真、テキスト、データが刻み込まれたニッケル製の小型ディスクで構成されており、「ナノフィッシュ」と呼ばれる記録の山を形成しています。

このディスクはペレグリン着陸船に搭載されており、計画通りに進めば、数千年にわたって月面で安全に保管されることになります。このようなアーカイブディスクは、2019年に月面に墜落したイスラエル製のベレシート着陸船など、過去の宇宙ミッションにも搭載されています。(そのため、このアーカイブは「ルナー・ライブラリーII」と呼ばれています。)

顕微鏡を使用すれば、アーカイブを発見した人が指示に従ってニッケルディスクに保存されたすべての情報を再構築できる可能性があります。

「コンピューターを組み立てるために必要な知識も含め、必要な基本事項はすべて絵を使って教えています」と、アーチ・ミッション財団の共同創設者兼会長であるノヴァ・スピヴァック氏は語る。「そして、コンピューターをまだ持っていなくても、手に入れたら、アナログではなくデジタルである他のレイヤーを解釈できるようになるのです。」

ディスクに保存されている情報には、Wikipedia の内容や、プロジェクト・グーテンベルクおよびインターネット・アーカイブのコレクション、さらに 5,000 言語の言語キー、音楽や映画のアーカイブなどが含まれています。

DNAアーカイブは、データをさらに高密度に詰め込む方法を示しています。DNAサンプルは薄い紙の層に封入され、ニッケル製のディスクに挟まれ、スピバック氏が「人工琥珀」と呼ぶエポキシ樹脂で密封されています。

サンプルの一部は、LifeShipというベンチャー企業によって、月面で個人の遺伝子コードを保存するため1人あたり99ドルを支払った人々から収集されたものです。「私たちの素晴らしいビジョンは、人口バンクを作り、それを拡張して新しい惑星に移住させることです」と、LifeShipの創設者ベン・ハルデマン氏はGeekWireに語りました。

他のサンプルは合成DNAで構成されており、分子の4塩基アルファベット(ACGT)を用いて、テキストや、笑える猫の画像やミュージックビデオなどを表すデータをエンコードしています。このプロジェクトは、ワシントン大学分子情報システム研究所がマイクロソフトリサーチおよびTwist Bioscienceと共同で主導しています。

同研究所の共同所長ルイス・セゼ氏は、アーチ・ミッションの実験は、惑星外環境で究極のデータ保存技術となる可能性のあるものを披露するために設計されていると語った。

「DNAデータストレージの最大の目的は、データを非常に高密度にすることです。今日の電子形式で保存できるデータの約100万倍の高密度です」とセゼ氏は述べた。「非常に耐久性があります。実際、80万年から100万年前のサンプルが読み取られたこともあります。また、非常に高密度で耐久性が高いため、非常に軽量でもあります。」

一連の実験において、セゼ氏と彼の同僚たちは、DNAデータベースを検索し、データのエンコードとデコードのプロセスを自動化する技術をテストすることに成功しました。2020年には、マイクロソフトとTwistがイルミナおよびウエスタンデジタルと提携し、DNAデータストレージアライアンスを設立しました。この業界団体には現在、セゼ氏の研究室をはじめ、30以上の組織がメンバーとして参加しています。

アーチ・ミッション財団のディスクに保存されているDNAデータベースには、ワシントン大学の「DNAの中の記憶」プロジェクトのためにクラウドソーシングで収集された1万枚の画像が含まれています。これらの画像の一部は、ワシントン大学が2020年に公開した遺伝学者の先駆者ロザリンド・フランクリンのモザイク風肖像画に展示されています。

セゼ氏は、分子の形で保存されたデータを宇宙に送信するという可能性について考えるのは「信じられないほど視野が広がる」と語った。

「誰が見つけても、仕組みがわかっていれば簡単に解読できると思います」と彼は言った。「しかし、そうでなければ、そこに書かれた情報を読み解くのにちょっとしたパズルを解かなければならないでしょう。」

スピヴァック氏は、未来の探検家たちがその謎を解くだろうと考えている。「はるか未来には、この辺りのあらゆる生命体はDNAを基盤としているでしょう」と彼は言う。「ですから、もし彼らがこのペイロードを発見すれば、DNAの断片を理解できるかもしれません。もしかしたら、デジタルデータよりも理解しやすいかもしれません。」

ロザリンド・フランクリンの肖像画
「DNAに刻まれた記憶」の画像がロザリンド・フランクリンの顔を形作る。(GeekWire Photo / アラン・ボイル)

深宇宙のDNA

将来の宇宙探検家がルナ・ライブラリー II の行方不明になったとしても、バルカンロケットのセントー V 上段に搭載されて深宇宙に送り込まれた別の DNA の宝庫に遭遇する可能性はまだある。

ヒューストンに拠点を置くセレスティスは、有料顧客のDNAサンプルを詰めたカプセル一式をロケットに搭載した。このロケットは、アストロボティック社のペレグリン着陸機を展開した後、地球・月系を越えた深宇宙へと打ち上げられる予定だ。搭載物には、愛する人の遺骨を詰めたカプセルも含まれている。

「私たちは1億マイル以上も太陽中心軌道を周回します」と、セレスティスのCEOチャールズ・チェイファー氏はGeekWireに語った。理論上、セントー5段とその搭載物は今後何世紀にもわたって太陽を周回し続けることができる。

ペレグリン着陸船にも同様のカプセルが積まれている。(月行きのカプセルの一つには、SFの先駆者アーサー・C・クラークのDNAサンプルが収められている。)

セレスティスは四半世紀以上にわたり「宇宙葬」を行ってきましたが、DNA鑑定サービスは比較的最近になってサービスに加わったものです。採取キットが顧客に送付され、顧客は頬の綿棒で唾液のサンプルを採取し、キットを研究所に返送します。技術者がサンプルからDNAを抽出し、少量の粉末に保存します。

「遺灰サンプルを輸送するのと同じように、DNAも個別のカプセルに入れて輸送します」とチェイファー氏は述べた。「唯一の違いは、DNAサンプルの場合は、遺灰の標準であるアルミニウムではなく、チタン製のカプセルを製造するという追加の工程を踏んでいることです。DNAを非常に厳重に保護された容器に入れることで、生存期間が少し長くなります。」

セレスティスのDNAサンプルキットでは、頬の綿棒を使って唾液を採取します。採取されたサンプルは研究所に送られ、粉末状に加工されてチタンカプセルに詰められます。(セレスティス写真)

なぜ人々は何千ドルも払って、セレスティスにDNAや遺骨を宇宙に送ってもらうのでしょうか?「そこには興味深い動機がいくつも組み合わさっています」とチェイファー氏は言います。「一つは、単純に楽しいからだと思います。本物の宇宙ミッションに参加できるクールな方法だし、自分の一部や愛する人がロケットに乗って打ち上げられるのをじっと見ているのは、全く違う感覚ですから。」

もっと深い動機もある。「多くの人が、これは人類が太陽系全体に広がりつつあるという事実に光を当てる象徴的な方法だと考えています」とチェイファー氏は述べた。「そして、この人々は、たとえ象徴的な形ではあっても、その最前線に立っているのです。」

セレスティスは、この飛行に著名人のDNAサンプルと遺灰という形で、スターパワーを加えています。搭乗員名簿には、スター・トレックの生みの親である故ジーン・ロッデンベリー、ジェームズ・“スコッティ”・ドゥーハン、デフォレスト・“ボーンズ”・ケリー、ニシェル・“ウフーラ”・ニコルズといった、惜しまれつつこの世を去ったスター・トレックの著名人が含まれています。さらに、ジョージ・ワシントン、ドワイト・アイゼンハワー、ジョン・F・ケネディの3人のアメリカ大統領の毛髪サンプル(DNA断片を含む)も含まれています。

ユナイテッド・ローンチ・アライアンスのCEO、トリー・ブルーノ氏と妻のレベッカ・ブルーノ氏もDNAサンプルを提供した。チェイファー氏によると、これはトリー・ブルーノ氏のアイデアだったという。「話をしているうちに、ブルーノ氏が『これをやりたい』と言ったんです」とチェイファー氏は振り返る。「それから『妻も連れて行きたい』とも言いました。私は『もちろんです! どれくらい早くあなたの名前を乗客名簿に加えられますか?』と答えました」

アーサー・C・クラークは2008年に亡くなる何年も前に、「ある超文明」が遠い未来に自分のDNAサンプルを見つけるかもしれない、「そして私は別の時代に生きているかもしれない」と語っていました。その文明はクラークのクローンを作るのでしょうか?あるいは、ジョージ・ワシントンのクローンを作るのでしょうか?

「惑星外DNAストレージは現実のものです」とチェイファー氏は述べた。「私たちがそれを提供するのは、人々が地球にDNAを保管するのと同じ理由です。もし地球が崩壊するようなシナリオをいくつも乗り越えたいとお考えなら、DNAはあなたのものです。」

突飛な話に聞こえるかもしれないが、チェイファー氏はそうした空想こそが魅力の一部だと語る。「面白いのは、宇宙船を訪れて人間をクローン化するエイリアンの技術の限界について、私たちが今まさに推測しているところです」と彼は言った。「本当にそんなことが起こると信じている人がいるだろうか? おそらく少数だろう。『もし…だったら、ねえ、クールだよね』と言う人がいるだろうか? ええ、いますよ」