Koncepcję opracowali naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara. Obszerny artykuł, który ją opisuje, został właśnie opublikowany w czasopiśmie „Acta Astronautica”.
Pomysł badaczy jest prosty. Skoro nie potrafimy jeszcze zbudować odpowiednio dużego i odpowiednio szybkiego statku, na którym między układami gwiezdnymi mogliby podróżować ludzie, powinniśmy skupić się na małych kosmicznych pojazdach i małych ziemskich organizmach.
– Zanim bardziej złożone organizmy, włączając Homo sapiens, będą mogły bezpiecznie podejmować międzyplanetarne i międzygwiezdne misje, musimy wiedzieć więcej o tym, jak ziemskie życie radzi sobie w dalekim kosmosie – piszą badacze. Podkreślają, że ani eksperymenty prowadzone na Ziemi, ani na niskiej orbicie okołoziemskiej nie pozwalają zbadać np. jednoczesnego wpływu mikrograwitacji i promieniowania kosmicznego na życie na poziomie komórkowym.
Stąd konieczność wysłania w daleki kosmos organizmów ziemskich. By misja się powiodła, muszą one spełniać jednocześnie trzy warunki: być jak najmniejsze, zdolne do kryptobiozy (czyli wejścia w stan spoczynku, gdy warunki zewnętrzne są niekorzystne) oraz odporne na promieniowanie kosmiczne. To ostatnie oznacza m.in. zdolność do regeneracji tkanek i organów, zdolność do szybkiej naprawy uszkodzonego DNA, niskie tempo mutacji.
Niesporczaki w kosmosie
Jak się okazuje, naukowcy rozpatrywali kilka organizmów posiadających wszystkie te cechy. Były wśród nich nicienie C. elegans, artemie (niektóre gatunki tych skorupiaków występują w jeziorach o ekstremalnie wysokim zasoleniu), muchówki z rodziny Chironomidae (są w stanie żyć w wodach ubogich w tlen) czy mikroorganizmy takie jak drożdże.
Ostatecznie jednak najbardziej obiecujące okazały się niesporczaki. To małe bezkręgowce, znane ze swej wyjątkowej odporności na trudne warunki środowiska. Mogą żyć w oceanach i na pustyniach, a ich gatunki (na razie znamy ich około tysiąca) znajdowano na wszystkich kontynentach. Niesporczaki wytrzymują mróz, ultra wysokie ciśnienie i wysokie promieniowanie.
Mają też pewną szczególną cechę, predestynującą je do wieloletnich podróży kosmicznych. – Kiedy przechodzą w stan kryptobiozy – piszą naukowcy – drastycznie obniżają poziom metabolizmu: nawet do mniej niż 0,1 proc. poziomu w stanie aktywności. Tym samym są idealnymi kandydatami na misję, w czasie której dostęp do składników odżywczych będzie ograniczony.
Doskonale przebadane
Ważne jest również to, że niesporczaki brały już udział w licznych eksperymentach na niskiej orbicie okołoziemskiej. Dzięki temu wiemy, że są w stanie przetrwać nawet w otwartej przestrzeni kosmicznej. Są odporne na promieniowanie jonizujące – mogą przyjąć dawkę wynoszącą nawet 1000 Gy. Dla porównania, przyjmuje się, że człowiek umrze w ciągu dwóch tygodni po ekspozycji na promieniowanie wynoszące 5 Gy.
Niesporczaki, mimo że są organizmami wielokomórkowymi, dobrze radzą sobie z trudnymi warunkami życia również na poziomie komórkowym. Mają na przykład białka, które w czasie, gdy są odwodnione, tworzą wewnątrz komórek specjalną strukturę chroniącą je przed uszkodzeniami.
Jakby tego było mało, naukowcy z Kent wykazali, że niesporczaki mogą nawet przetrwać – wpierw zamrożone – wystrzelenie z działa gazowego.
Podróż z prędkością światła?
Jak będzie wyglądał pojazd kosmiczny, na którym zostaną umieszczone? – Prawdopodobnie będzie miał kształt wafla wielkości ludzkiej dłoni – mówi prof. Philip Lubin, jeden z autorów pracy, w wywiadzie dla „DailyMail”.
Ten wafel zostanie najpierw przyczepiony do ogromnego żagla, a następnie rozpędzony do prędkości wynoszącej 30 proc. prędkości światła za pomocą laserów znajdujących się na Ziemi albo na Księżycu. Naukowcy policzyli, że cały proces rozpędzania statku pochłonąłby 10 proc. energii zużywanej przez całe Stany Zjednoczone. Jednak gdyby pojazd osiągnął 161 milionów km na godzinę, doleciałby do najbliższego systemu gwiezdnego, Proxima Centauri, już za 20 lat.
Proxima Centauri znajduje się w odległości 40 bln kilometrów od Ziemi (4,24 lat świetlnych). Gdyby w jej stronę leciał któryś z wystrzelonych w latach 70. zeszłego wieki Voyagerów, osiągniecie celu zajęłoby mu 80 tys. lat.
Kiedy niesporczaki polecą w kosmos?
Projekt, który ma doprowadzić do wysłania poza Układ Słoneczny niesporczaków, prowadzony przez NASA i Uniwersytet Kalifornijski w Santa Barbara, został nazwany Starlight. Na razie istnieje jedynie na papierze – to teoretyczna koncepcja szkicująca wstępnie dalszy plan działań.
Od czegoś jednak trzeba zacząć. – Myślę, że naszym przeznaczeniem jest eksploracja – powiedział prof. Joel Rothman, jeden z autorów artykułu. – Jeśli spojrzeć na historię gatunku ludzkiego, to właśnie robimy: eksplorujemy świat aż do poziomu subatomowego z jednej strony i do poziomu kosmicznego z drugiej.
Naukowcy przyznają, że na realizację eksperymentu z niesporczakami będziemy musieli poczekać prawdopodobnie do drugiej połowy tego wieku.
Źródło: Acta Astronautica.