Чуть более пяти лет назад, 22 февраля 2019 года, на орбиту вокруг Луны был выведен беспилотный космический зонд. Названный Beresheet и построенный компаниями SpaceIL и Israel Aerospace Industries, он должен был стать первым частным космическим аппаратом, совершившим мягкую посадку. Среди полезного груза зонда были тихоходки, известные своей способностью выживать даже в самых суровых условиях.
Миссия столкнулась с проблемами с самого начала: отказали камеры “звездного слежения”, предназначенные для определения ориентации космического аппарата и, соответственно, правильного управления его двигателями. Из-за урезанного бюджета пришлось упростить конструкцию, и хотя командному центру удалось справиться с некоторыми проблемами, 11 апреля, в день посадки, ситуация стала еще хуже.
Содержание
По пути к Луне космический корабль двигался на высокой скорости, и для мягкой посадки его нужно было значительно замедлить. К сожалению, во время маневра торможения отказал гироскоп, заблокировав основной двигатель. На высоте 150 м “Берешит” все еще двигался со скоростью 500 км/ч – слишком быстро, чтобы успеть остановиться. Удар был сильным – зонд разлетелся на куски, а его обломки разбросало в радиусе около ста метров. Мы знаем об этом, потому что 22 апреля спутник НАСА LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter – Лунный разведывательный орбитальный аппарат) сфотографировал место падения:
Организмы, которые могут выдержать (почти) все.
Что же случилось с тихоходками, которые путешествовали на этом зонде? Учитывая их удивительную способность выживать в ситуациях, которые убили бы практически любое другое существо, могли ли они остаться в живых на Луне? Хуже того, смогли ли они размножиться и колонизировать ее?
Тихоходки – микроскопические животные, длина которых не превышает миллиметра. Все виды тихоходок имеют нейроны, рот, открывающийся на конце вытягивающегося хоботка, кишечник, содержащий микробиоту, четыре пары несочлененных ног, заканчивающихся когтями, а у большинства видов есть еще два глаза. Несмотря на свои малые размеры, у них общий предок с членистоногими, такими как насекомые и арахниды.
Большинство тихоходок обитает в водной среде, но их можно встретить в любой среде, даже в городской. Эммануэль Делагутт, исследователь из CNRS, собирает их во мхах и лишайниках в парижском Саду растений (Jardin des Plantes). Чтобы быть активными, питаться микроводорослями, такими как хлорелла, двигаться, расти и размножаться, тихоходки должны быть окружены пленкой воды. Они размножаются половым или бесполым путем – через партеногенез (из неоплодотворенного яйца) или даже гермафродитизм, когда особь (обладающая как мужскими, так и женскими гаметами) самооплодотворяется. После вылупления из яйца активная жизнь тихоходки длится от 3 до 30 месяцев. Всего описано 1265 видов, включая два ископаемых.
Тихоходки известны своей устойчивостью к условиям, которых нет ни на Земле, ни на Луне. Они могут останавливать свой метаболизм, теряя до 95 % воды из организма. Некоторые виды синтезируют сахар, трегалозу, действующую как антифриз, а другие синтезируют белки, которые, как считается, объединяют клеточные компоненты в аморфную “стеклянную” сеть, обеспечивающую устойчивость и защиту каждой клетки.
При обезвоживании тело тихоходки может уменьшиться до половины своего обычного размера. Ноги исчезают, остаются только когти. Это состояние, известное как криптобиоз, сохраняется до тех пор, пока условия для активной жизни не станут вновь благоприятными.
В зависимости от вида тихоходки, особям требуется больше или меньше времени для обезвоживания, и не всем особям одного вида удается вернуться к активной жизни. Обезвоженные взрослые особи выживают в течение нескольких минут при температурах до -272°C или до 150°C, а также в течение длительного времени при высоких дозах гамма-излучения в 1000 или 4400 Грей (Гр). Для сравнения: доза в 10 Гр смертельна для человека, а 40-50 000 Гр стерилизуют все виды материалов. Однако, какой бы ни была доза, радиация убивает яйца тардиградов. Более того, защита, обеспечиваемая криптобиозом, не всегда однозначна, как в случае с видом Milnesium tardigradum, где радиация одинаково влияет как на активных, так и на обезвоженных животных.
Лунная жизнь?
Что же случилось с тихоходками после того, как они потерпели крушение на Луне? Выжил ли кто-нибудь из них, погребенных под лунным реголитом – пылью, глубина которой варьируется от нескольких метров до нескольких десятков метров?
Прежде всего, они должны пережить удар. Лабораторные испытания показали, что замороженные экземпляры вида Hypsibius dujardini , движущиеся в вакууме со скоростью 3000 км/ч, были смертельно повреждены при ударе о песок. Однако они выдержали столкновения на скорости 2600 км/ч и меньше, а их “жесткая посадка” на Луну, хотя и нежелательная, была гораздо медленнее (500 км/ч).
Поверхность Луны не защищена от солнечных частиц и космических лучей, особенно гамма-излучения, но и здесь тихоходки смогли бы устоять. Роберт Виммер-Швайнгрубер, профессор Кильского университета в Германии, и его команда показали, что дозы гамма-излучения, попадающие на лунную поверхность, постоянны, но малы по сравнению с теми, что выдерживают тихоходки – 10-летнее воздействие гамма-лучей соответствует общей дозе около 1 Гр.
Наконец, отважные малыши должны были выдержать какое-то время недостаток воды, а также температуру от -170 до -190°C в течение лунной ночи и от 100 до 120°C в течение дня. Лунный день или ночь длятся очень долго – чуть меньше 15 земных суток. Сам зонд не был рассчитан на такие экстремальные условия, и даже если бы он не разбился, то прекратил бы свою деятельность уже через несколько земных дней.
К несчастью для тихоходок, они не могут преодолеть постоянный недостаток жидкой воды, кислорода и микроводорослей – они никогда не смогут возобновить свою жизнедеятельность, а тем более начать размножаться. Поэтому колонизация Луны для них невозможна. Тем не менее неактивные особи находятся сейчас в лунном грунте, и их присутствие там вызывает этические вопросы, как отмечает Мэтью Силк, эколог из Эдинбургского университета. Кроме того, сейчас, когда освоение космоса идет полным ходом, загрязнение других планет может означать, что мы рискуем потерять возможность обнаружить внеземную жизнь.
Читайте также: Луна может быть на 40 млн. лет старше, чем мы думали