Обнаружение микроорганизмов в стратосфере - Википедия - Exposing Microorganisms in the Stratosphere

Выявление микроорганизмов в стратосфере (E-MIST) это НАСА исследование, чтобы определить, микроорганизм может выжить в условиях, подобных тем, что на планете Марс. Исследование перевезено Bacillus pumilus бактерии и их споры с помощью баллона с гелием стратосфера из земной шар (~ 31 км над уровнем моря) и контролировал способность микроорганизмов выживать в экстремальных марсианских условиях, таких как низкое давление, сухость, холод и ионизирующее излучение.[1]

Испытательный полет воздушного шара и гондолы был запущен из Нью-Мексико 24 августа 2014 года. Второй, более продолжительный полет, состоялся 10 октября 2015 года.[2]

Обзор

Микроорганизмы всех основных биологических линий были обнаружены в верхних слоях атмосферы Земли.[3] Если микробный метаболизм, рост, или же репликация достижимо, независимо от поверхности Земли, то поиск жилые зоны в других мирах следует расширить, чтобы включить атмосферы.[3] Более того, измерение выносливости спорообразующих бактерий, которые ранее были изолированы от сборочных объектов космических кораблей, может помочь предсказать их выживание на поверхности Марса и улучшить планетарная защита процедуры.[4]

Условия окружающей среды в верхних слоях атмосферы напоминают состояние поверхности Марса, особенно в стратосфера —10–50 км (6,2–31,1 миль) выше уровень моря - демонстрирует сильный холод, низкое давление, высыхание, окисление, и выше солнечное излучение.[3][4]

Помимо исследования жизнеспособности, ученых уже давно беспокоит вопрос о том, смогут ли микроорганизмы выжить в условиях глубокого космоса и потенциально перенести их на другие планеты, такие как Марс. Для дальнейшего понимания необходимо определить, существует ли геномный (генетическая) адаптация, возникающая при выживании в этой экстремальной среде.[5] Анализ РНК может дать ценную информацию о функциональном воздействии на выжившие микроорганизмы. Например, этот подход может помочь определить гены связанные с ремонтом повреждение клетки конверт, геном, и основные метаболические белки.[4] Тестируемый микроорганизм был Bacillus pumilus (штамм SAFR-032), устойчивые к радиации, спорообразующие бактерии, выделенные из среды чистой комнаты в космическом корабле НАСА.[6]

Гондола

80-фунтовая гондола оснащена четырьмя дверцами, которые вращаются, чтобы открывать до 10 экспериментальных образцов каждая в течение 8 часов.[7] Чтобы прекратить полет, взорвался заряд взрывчатого вещества, разорвав дыру в воздушном шаре. E-MIST и другие научные компоненты, прикрепленные к гондоле воздушного шара, были возвращены на поверхность под парашютом, где ожидающие исследователи извлекли биологические образцы для анализа.[8] Основными компонентами полезной нагрузки были литий-ионный аккумулятор, ультрафиолетовый (УФ) радиометр, датчики влажности и температуры и бортовой компьютер.

Полученные результаты

После 8-часового воздействия в стратосфере (31 км над уровнем моря) 99,9% всего населения было уничтожено.[9] По словам исследователей, «большинство земных бактерий будут инактивированы в течение первого [дня] пребывания на Марсе, если на загрязненные поверхности космических кораблей попадет прямой солнечный свет».[9]

Из 40 миллионов спор, подвергшихся воздействию стратосферы, только 267 спор (или 0,0007%) остались жизнеспособными.[2] Экстраполируя это, можно сказать, что никаких жизнеспособных спор не осталось бы, если бы летные образцы имели дополнительные 150 минут пребывания на солнце в стратосфере (общее время 630 минут).[2] Выжившие показали три замены одиночных нуклеотидов (пар оснований) по сравнению с неэкспонированными контролями, хранящимися на земле. Эти три кодирующие области связаны со споруляцией и метаболизмом бактерий. Аналогичное наблюдение было зафиксировано на образцах SAFR-032, которые экспонировались за пределами Международной космической станции.[9][2]

Даже после очистки космический корабль, покидающий Землю, по-прежнему несет на борту микроорганизмы, внедренные в поверхности, инструменты, электронику и другие труднодоступные области, которые невозможно легко очистить и которые не подвергаются воздействию прямых солнечных лучей, поэтому есть опасения по поводу немногих выживших, которые могут быть продвинуты в эволюционном направлении.[2] Исследователи предполагают, что ультрафиолетовые лампы C (массивы светодиодов UVC) могут быть встроены в аппаратное обеспечение спускаемого аппарата, чтобы помочь стерилизовать их интерьер.[2]

Галерея

Исследование E-MIST - подготовка оборудования.
Исследование E-MIST - научный воздушный шар.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Figliozzi, Gianine M .; Уолтер, Дэрил (25 сентября 2015 г.). «Автостопом на Марс». НАСА. Получено 29 сентября 2015.
  2. ^ а б c d е ж Условия в стратосфере инактивируют бактериальные эндоспоры из сборочного цеха космических аппаратов на Марсе. Ходадад Кристина Л., Вонг Грегори М., Джеймс Леандро М., Такрар Притал Дж., Лейн Майкл А., Катехиз Джон А. и Смит Дэвид Дж. Астробиология. Апрель 2017 г., 17 (4): 337-350. Дои:10.1089 / ast.2016.1549
  3. ^ а б c Смит, Дэвид Дж. (21 октября 2013 г.). «Микробы в верхних слоях атмосферы и уникальные возможности для астробиологических исследований». Астробиология. 13 (10): 981–990. Bibcode:2013AsBio..13..981S. Дои:10.1089 / ast.2013.1074. PMID  24106911.
  4. ^ а б c Смит, Дэвид Дж .; Thakrar, Prital J .; Bharrat, Anthony E .; Dokos, Adam G .; и другие. «Полезная нагрузка на воздушном шаре для выявления микроорганизмов в стратосфере (E-MIST)» (PDF). Гравитационные исследования. 2 (2). Получено 29 сентября 2015.
  5. ^ Выявление микроорганизмов в стратосфере (E-MIST) (PDF). К. Л. Ходадад и Филип Р. Мэлони. Научная конференция по астробиологии (2015). Издатель: Университетская ассоциация космических исследований (USRA).
  6. ^ Выявление микроорганизмов в стратосфере (E-MIST) (PDF). К. Л. Ходадад и Филип Р. Мэлони. Научная конференция по астробиологии 2015. (2015).
  7. ^ "Эксперимент НАСА E-MIST парит в атмосфере Земли". Космический центр имени Джона Ф. Кеннеди НАСА. 22 сентября 2014 г.. Получено 29 сентября 2015.
  8. ^ Фиглиоцци, Джанин М. (25 сентября 2015 г.). «Эксперимент по воздухоплаванию для изучения бактерий на краю космоса». Phys Org. Получено 29 сентября 2015.
  9. ^ а б c Безбилетные бактерии могут быть еще более заразными в космосе, чем мы думали. Питер Докрил, Уведомление о науке. 22 апреля 2017.

внешняя ссылка