Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Синтетическая биология предложила решения для выживания на Луне и Марсе
Инструменты синтетической биологии могут обеспечить выживание и здоровье астронавтов в грядущих длительных миссиях. Новые подходы позволят производить еду, лекарства, стройматериалы и кислород непосредственно на Луне и Марсе с использованием местных ресурсов.
Человечество вступает в новую эру освоения космоса. Частные компании SpaceX, Blue Origin и Virgin Galactic разрабатывают многоразовые корабли для отправки людей в дальний космос в ближайшие 5-10 лет. Крупные агентства, такие как NASA и ESA, планируют создание обитаемых баз на Луне и последующие экспедиции на Марс. Эти миссии будут беспрецедентными по своей продолжительности: полет на Марс и пребывание там займут от 900 до 1000 дней, а экспедиции на Луну продлятся до 30 дней.
Главный вызов таких полетов — полная или частичная автономия. Чем дальше от Земли астронавты, тем меньше они могут полагаться на поставки с родной планеты. Стоимость отправки грузов огромна, а задержки в связи исключают быструю помощь в экстренных ситуациях. Подсчеты показывают, что экипажу из шести человек для трехлетней миссии на Марс потребуется приблизительно 26 тонн еды и воды. Отправка такого объема грузов с Земли нецелесообразна как с экономической, так и с логистической точки зрения.
Решение этой проблемы лежит в создании замкнутых циклов жизнеобеспечения и максимальном использовании ресурсов, доступных на месте назначения. Эта концепция получила название «использование местных ресурсов», или ISRU. Она предполагает, что астронавты смогут производить все необходимое, от кислорода до строительных материалов, прямо на другой планете.
Синтетическая биология — научное направление, занимающееся созданием биологических систем с заданными свойствами и функциями — предлагает набор инструментов для воплощения этой концепции в жизнь. Группа ученых детально проанализировала потенциал этого научного направления для освоения космоса. Результаты опубликованы в журнале npj Microgravity.
В своей работе исследователи обобщили, как с помощью генно-инженерных организмов можно решить ключевые проблемы будущих колонистов. Основные направления включают производство материалов, регенерацию ресурсов, защиту от радиации и поддержание здоровья.
Одним из перспективных направлений стало создание строительных материалов. Например, бактерию Sporosarcina pasteurii можно запрограммировать на производство биоцемента из реголита и делать из него кирпичи для строительства защитных сооружений. Мицелий грибов предложили использовать как основу для выращивания мебели и даже корпусов роверов. Такие структуры способны к самовосстановлению, а пигмент меланин, который производят многие грибы, дает дополнительную защиту от радиации. Микроорганизмы также могут играть роль «шахтеров», извлекая из реголита полезные металлы и минералы.
Другая важная задача — создание биорегенеративных систем жизнеобеспечения, которые имитируют земные экосистемы в миниатюре и позволяют непрерывно производить пищу, кислород и чистую воду. Основой послужат генетически модифицированные растения, водоросли и цианобактерии. Они будут поглощать углекислый газ, который выдыхают астронавты, вырабатывать кислород и питательную биомассу. Синтетическая биология позволит сделать эти организмы более устойчивыми к стрессу и обогатить их витаминами и антиоксидантами. Это критически важно, поскольку упакованная еда со временем теряет питательную ценность.
Серьезной угрозой в дальнем космосе остается радиация. За пределами защитного магнитного поля Земли ее уровень возрастает в сотни раз. Инженерные микроорганизмы могут производить радиопротекторные вещества, например пигменты каротиноиды или меланин, которые можно будет использовать в качестве пищевых добавок либо компонентов защитных кремов. Также можно научить микробы нейтрализовывать токсичные вещества, такие как перхлораты, которые в большом количестве содержатся в почве Марса. Это позволит очищать воду и грунт, делая их пригодными для использования.
Наконец, синтетическая биология предлагает решения для поддержания здоровья экипажа. Микрогравитация и радиация ослабляют иммунитет, вызывают потерю костной и мышечной массы. Вместо того чтобы везти с собой огромную аптечку, астронавты смогут производить лекарства по мере необходимости.
Для этого в специальных биореакторах будут культивировать инженерные дрожжи или бактерии, например Saccharomyces cerevisiae и Bacillus subtilis. Эти микроорганизмы смогут синтезировать антибиотики, обезболивающие, гормоны и другие важные препараты. Кроме того, можно создать живые биосенсоры, которые будут отслеживать состояние здоровья астронавтов либо анализировать пробы на наличие патогенов.
Исследование показало, как синтетическая биология может стать мощным практическим инструментом для будущих космических миссий. Технологии, разработанные для выживания на других планетах, могут принести огромную пользу и на Земле. Они открывают путь к более устойчивому сельскому хозяйству, новым методам переработки отходов и созданию персонализированных лекарств.
Telegram 
Дзен 
VK Повторное изучение окаменелости галлюцигении, впервые описанной в 1970-х годах, помогло палеонтологам больше узнать о рационе этого древнего существа. Ответ на вопрос о питании нашли не в ее останках, а на теле предполагаемой добычи.
Растительная диета давно стала золотым стандартом для тех, кто мечтает о долгой и здоровой жизни. Но китайские ученые внесли серьезные коррективы в этот постулат. Они обнаружили, что большинство местных долгожителей, перешагнувших столетний рубеж, регулярно употребляют в пищу мясо. Особенно заметна эта связь у одной специфической группы пожилых людей, что заставляет по-новому взглянуть на диетические рекомендации для самых старших поколений.
Наш организм не синхронизирован с современным образом жизни и это создает нам много проблем: мы переедаем, страдаем депрессиями и болезнями сердца. Коренным образом с этим бороться нельзя, по крайней мере, не вернувшись к жизни охотников-собирателей. Но значительной части этих проблем вполне можно помочь… носимым устройством. Причем это не далекая перспектива, а реальность уже наших дней.
Повторное изучение окаменелости галлюцигении, впервые описанной в 1970-х годах, помогло палеонтологам больше узнать о рационе этого древнего существа. Ответ на вопрос о питании нашли не в ее останках, а на теле предполагаемой добычи.
Международная научная группа при участии МФТИ разработала композитный гель-полимерный электролит для аккумуляторов. Этот материал позволит создать безопасные высокомощные батареи, что важно для электромобилей, гаджетов и систем хранения энергии.
Исследователи Центра языка и мозга ВШЭ с помощью магнитоэнцефалографии изучили, как мозг взрослых и детей реагирует на слова при чтении. Они показали, что у детей мозг дольше обрабатывает даже часто употребляющиеся в речи слова, а слова, которые встречаются редко, и псевдослова обрабатывает одинаково — медленно и по частям. С возрастом система перестраивается: высокочастотные слова переходят на быстрый маршрут, а вот новые сочетания букв по-прежнему анализируются медленно.
От рыб произошли все наземные позвоночные, включая нас, но как именно рыбы стали главным населением морей — до последнего времени оставалось неясным. Авторы новой научной работы попытались доказать, что причиной этого было вымирание, возможно, вызванное белыми ночами.
Среди самых интригующих открытий космического телескопа «Джеймс Уэбб» — компактные объекты, получившие название «маленькие красные точки». Их видели только в самых дальних уголках Вселенной. Большинство возникло в первый миллиард лет после Большого взрыва, и ученые предполагали, что такие источники представляют собой небольшие компактные галактики. Однако международная команда астрономов пришла к иному выводу. Они предположили, что на самом деле «маленькие красные точки» — черные дыры, окруженные массивной газовой оболочкой.
Ученые задались вопросом: почему два расположенных по соседству спутника Юпитера такие разные, ведь на Ио повсеместно извергаются вулканы, а Европа полностью покрыта многокилометровой коркой льда. Есть версия, что Ио когда-то тоже была богата водой, но по итогам недавнего исследования это сочли неправдоподобным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии