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 Ученые РТУ МИРЭА и Сибирского федерального университета создали программный комплекс, который анализирует учебные планы вузов быстрее секунды и находит в них слабые места. Большинство учебных планов содержат скрытые противоречия, дублирования и неочевидные перекосы в подготовке специалистов. Это важно, потому что от качества учебного плана напрямую зависит, какие реальные навыки получат студенты и насколько они будут востребованы работодателями.
Около четырех миллиардов лет назад Солнечная система пребывала в хаосе: гигантские планеты сближались, меняли орбиты и выбрасывали своих соседей в межзвездное пространство. Хотя шансы на «выживание» лун Юпитера и Урана в этот период были крайне малы, астрономы показали, что их судьба может хранить следы древней катастрофы с участием «потерянной» планеты.
В популярной литературе сверхмассивные черные дыры чаще всего представляют как разрушители звезд и планет. Авторы новой работы попробовали рассчитать, что на самом деле происходит в окрестностях таких объектов и пришли к противоположному выводу.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
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