Команда из Университета Аризоны предлагает концепцию, которая может спасти нас от вымирания: версия Ноева ковчега 21 века на Луне. Этот ковчег будет содержать не два вида животных, а скорее хранилище криогенно замороженных репродуктивных клеток 6,7 миллионов видов, обитающих на нашей планете.
Считайте это глобальным страховым полисом, говорит Джекан Танга, доктор философии, доцент кафедры аэрокосмической и механической инженерии Университета Аризоны и руководитель проекта. "Мы, как человеческая цивилизация, находимся в хрупком состоянии, - говорит он. И такое убежище может появиться в ближайшие три десятилетия, добавляет он.
Шпицбергенское глобальное хранилище семян в Норвегии, земная версия лунного ковчега, открылось в 2008 году и в настоящее время содержит более 1 миллиона образцов семян сельскохозяйственных культур, включая такие основные продукты питания, как рис, пшеница и ячмень. Это в какой-то степени подходящий аналог лунного ковчега, но хранить 6,7 млн. гамет, спор и семян на Луне совсем не то же самое, что на Земле; здесь есть дополнительные трудности, связанные с невесомостью, уровнем радиации, примерно в 200 раз превышающим земной, и резкими колебаниями температуры.
Учитывая это, команда Танга планирует установить лунный ковчег внутри обширной сети из более чем 200 лавовых трубок, расположенных прямо под каменистой поверхностью Луны. Эти тоннелеподобные структуры являются идеальным домом, поскольку они изолируют объект от суровых условий примерно так же, как хранилище Шпицбергена, построенное глубоко в горах, обеспечивает защиту от стихий здесь, на Земле.
Лунный ковчег звучит как декорация для научно-фантастического романа, но Танга говорит, что возможность создания такого убежища вполне реальна - и она может воплотиться в жизнь в ближайшие три десятилетия.
Команда хочет сначала отправить миссию под названием SphereX (не путать с орбитальной миссией НАСА SPHEREx) для исследования лунных лавовых трубок и сбора лунного реголита (рыхлой породы и грязи). Команда роботов будет разворачиваться с близлежащей станции, запрыгивать или залетать в трубки, а затем формировать ретранслятор, передавая изображения и данные обратно на станцию. SphereX может рассказать исследователям о расположении лавовых трубок, их температуре и геологическом составе, чтобы направить процесс проектирования первой структуры, построенной на Луне.
"Мы предполагаем, что в одной из существующих шахт - только отверстие в лавовой трубе - будет установлена шахта лифта, - говорит Танга. Оттуда лифтовые шахты будут служить входом и выходом для серии из 32 модулей криоконсервации. В этих вертикальных цилиндрах, уложенных в 16 рядов, будут храниться репродуктивные клетки. Роботы или астронавты смогут проверять образцы в чашках Петри на входе и выходе, "как в библиотеке", - говорит Танга.
Для поддержания нужной температуры клеток в модулях хранения потребуются криогенные охладители: -292 градуса по Фаренгейту для репродуктивных клеток и -320 градусов по Фаренгейту для стволовых клеток. Также потребуется вращающийся аппарат, использующий центробежную силу для поддержания морозильных камер в движении и предотвращения слипания клеток и образования холодных зон. "Установка будет похожа на карусельный стеллаж с музыкальными дисками, упакованными по кругу", - говорит Танга.
Тем временем роботы, подключенные к магнитной полосе (для имитации земной гравитации), могли бы извлекать образцы из своих модулей и доставлять их в аналитическую лабораторию, периодически проверяя, стабильны ли семена и половые клетки.
Есть свидетельства того, что образцы останутся жизнеспособными, несмотря на радиацию и невесомость. В 2010 году исследователи Словацкой академии наук обнаружили, что растения льна могут расти в радиоактивной почве недалеко от Чернобыльской АЭС с минимальными изменениями в белках растений. А в июне этого года японские ученые произвели 168 здоровых мышей из сперматозоидов, которые хранились на борту Международной космической станции (МКС) почти шесть лет.
Почему добыча на Луне кажется более возможной, чем когда-либо
Танга говорит, что частные компании, такие как SpaceX и Blue Origin, которые продолжают снижать стоимость космических запусков, еще больше увеличивают вероятность создания лунного ковчега. С некоторыми предварительными расчетами, Танга оценивает, что потребуется 250 запусков ракет, чтобы нести по 50 экземпляров каждого из 6,7 миллионов видов, которые его команда хочет сохранить, потребуется 250 запусков ракет. Для сравнения, чтобы построить МКС, самую дорогую из когда-либо созданных конструкций, потребовалось 40 запусков.
В настоящее время команда Танга планирует эксперимент, в ходе которого в космос будут отправлены два криоконсервационных пакета. Каждый из них будет содержать 500 образцов от одного вида животных - 50 индивидуальных образцов являются минимальными для предотвращения инбридинга в краткосрочной перспективе, в то время как 500 особей необходимы для предотвращения генетического дрейфа. В идеале система будет демонстрировать успешное криоконсервирование в течение пяти-семи дней на орбите перед возвращением на Землю, чтобы проверить, выжили ли образцы.
Строительство Луны 101
Строительство лунного ковчега будет дорогостоящим мероприятием, учитывая, что вывести на орбиту Земли полезный груз весом в один килограмм стоит около 1400 долларов. Поэтому ученые хотят избежать перевозки цемента в космос, а вместо этого ищут способы использования лунных камней, говорит Свен Г. Билен, доктор технических наук, профессор инженерного проектирования, электротехники и аэрокосмической техники в Университете штата Пенсильвания.
"Реголит на Луне - это очень сложный материал для работы, потому что это, по сути, маленькие лезвия, они очень зазубренные и острые, у них никогда не было геологического процесса для формирования, - говорит Билен, который не участвует в проекте лунного ковчега. Поэтому для создания такого комплекса, скорее всего, потребуется целая операция по добыче лунной породы, а также центр переработки, где операторы смогут расплавить породу в текучий цемент".