Космический зверинец: Органическое и искусственное

Животные в космосе еще полвека назад ассоциировались исключительно с экспериментальными запусками, в которых им была отведена роль "первых космонавтов". Помимо знаменитых советских собак, в космосе побывали 32 обезьяны, пара кошек, черепахи и др. Сейчас о роли животных больше говорят в аспекте спектрального анализа, а запускать планируют робота-паука.

Случайность — непредвиденная закономерность

Если случай зарождения жизни на нашей планете не уникален, то космос должен напоминать зоопарк, считают американские ученые Дирк Шульце-Макуш (Dirk Schulze-Makuch), астробиолог из Университета штата Вашингтон, и Вильям Бейнс (William Bains), биохимик из Массачусетского технологического института. Доказательству того, что так оно и есть, посвящена их статья, которая вышла в этом месяце в журнале Life.

Когда жизнь где-то зарождается, то ее эволюция должна быть сходной с той, что была проделана на Земле (разумеется, в том случае, если на планете есть подходящая окружающая среда и достаточный запас времени).

"Если зарождение жизни происходит относительно легко, какая-то часть организмов на других планетах достигнет уровня сложности типа растений или животных. С другой стороны, если происхождение жизни является уникальным событием, тогда есть вероятность того, что мы живем в довольно пустой вселенной", — отмечает в статье Шульце-Макуш.

Существуют ключевые ступени развития жизни — физические и химические, — которые, как установили Шульце-Макуш и Бейнс, были пройдены на Земле. По их словам, они первыми установили основные "эволюционные инновации", которые позволили жизни развиться от одноклеточных организмов до современного человека. Сюда относятся переход к многоклеточным организмам, активное использование фотосинтеза, эволюция макроскопических форм жизни и рост ее разумности.

Чтобы понять, носит ли развитие жизни на Земле уникальный характер, они проанализировали, происходили ли эти "инновации" многократно, или же это были разовые переходы, вызваные случайными, разрозненными событиями. Выяснилось, что все эти инновации "изобретались неоднократно".

Так, фотосинтез появлялся четыре раза за историю, причем независимо друг от друга. Многоклеточность возникала у разных организмов в разное время на протяжении всей истории.

Ученые предположили, что на тех планетах, где для жизни есть подходящие условия, также идет эволюционное развитие от простого к сложному. "Таким образом, в любом мире, где возникла жизнь и есть достаточный поток энергии, мы уверены, мы найдем сложную, звероподобную жизнь", — отмечают они.

Биосигнатуры — "дружеский привет" от бактерий

К сожалению, вероятность зарождения человекоподобной жизни исследование не затрагивает. Ученые не взялись оценить, является ли человек и производные его деятельности обыденными явлениями или очень редкими. Но они надеются, что исследование поможет в поисках биосигнатур (любых проявлений последствий жизнедеятельности) других планет, что повлияет на выбор технологических инструментов для исследования существования жизни в космосе. Причем речь не только об одноклеточной жизни, но и о многоклеточной.

Связано это с тем, что любая, даже самая примитивная жизнь, потребляет и перерабатывает энергию, а значит — образует после себя те или иные органические или неорганические остатки. В дальнейшем по их наличию можно сделать вывод о том, как и когда зародилась жизнь. Такими биосигнатурами могут служить изотопы углерода и водорода с азотом, которые находились в органическом веществе. Или же остатки ДНК, аминокислоты и белки. Эти примеры во многом относятся к земной жизни, эволюция и зарождение которой неплохо изучены такими науками, как палеонтология, геохимия и рядом других.

Существенный вопрос заключается в том, насколько универсальны эти биосигнатуры. Можно ли, изучая земные биосигнатуры, перейти к изучению биосигнатур экзопланет, которых с каждым месяцем открывается все больше и больше? Теоретическую возможность этого обосновал несколько лет назад гарвардский исследователь Авраам Лёеб (Abraham Loeb).

Но, пожалуй самое интересное во всем этом то, что биосигнатуры могут быть электромагнитными. (Именно на этом, в частности, базировался один из ключевых подходов по обнаружению жизни на Марсе). На всех экзопланетах, должны быть в достаточном количестве железосодержащие породы. В случае зарождения жизни, одноклеточные животные (бактерии, простейшие и другие), умирая, образуют так называемые микробиолиты, которые, откладываясь в этих породах, меняют их электромагнитное поле. А это, в свою очередь, влияет на световой спектр изучаемого планетарного объекта, который потом будет анализировать радиотелескоп.

В свое время уфологи переживали, видны ли пирамиды из космоса. Чтобы понять, есть ли жизнь на нашей планете, технологически развитой цивилизации совершенно без надобности виды египетских достопримечательностей.

Робопаук построит 100-метровый телескоп

Пока же космос планируется обогатить другим "животным" — роботизированным пауком, который будет "плести" телескоп.

Лучшим местом для испытания новой концепции строительства внеземных модульных роботизированных телескопов признана вторая точка Лагранжа (такое место между небесными телами, где предмет под влиянием гравитации будет оставаться неподвижным относительно них. — Прим. ред.) системы Земля-Луна. В отличие от расположенных на Земле телескопов, космическим не мешает атмосфера, да и планета не загораживает большую часть обзора.

Однако собрать в космосе конструкции достаточно сложно. Доставляемые грузы ограничены в объеме и весе. Люди, выполняющие работы в открытом космосе, нуждаются в отдыхе и защите от радиации. Поэтому в статье "Архитектура для космической роботизированной сборки модульного космического телескопа" на сайте Общества оптики и фотоники (SPIE) ученый из Калифорнийского технологического института Николас Ли (Nicolas Lee) предлагает собирать телескоп из модулей.

Они компактно сложены при доставке, а на месте разворачиваются и устанавливаются шестируким роботом, который легко может перемещаться по телескопу словно паук по паутине. Робот заряжается от солнечных батарей.

Шестиугольные зеркальные модули закрепляются на сетке из модулей основы. Таким образом предлагается построить 100-метровый телескоп из 5016 шестиугольных зеркальных модулей. Длинна стороны каждого зеркального модуля 0,625 метра. На одном модуле основы устанавливается 19 зеркальных модулей.

После завершения строительства робот перейдет к текущему обслуживанию телескопа. Это позволит сделать срок службы аппарата по настоящему долгим.