22 февраля 2019 года на орбиту Луны был запущен космический зонд Beresheet. Этот лунный аппарат, созданный компаниями SpaceIL и Israel Aerospace Industries, предполагался как первый частный космический аппарат, который совершит мягкую посадку на поверхность спутника Земли. Среди полезного груза были тихоходки, известные своими способностями выживать в самых экстремальных средах.
Однако, с самого начала миссии возникли проблемы, связанные с отказом камер, необходимых для определения ориентации космического аппарата и, таким образом, правильного управления его двигателями. Изначальные бюджетные ограничения привели к упрощению конструкции, что также повлияло на прилунение: 11 апреля, в день запланированной посадки, ситуация осложнилась ещё больше. Космический аппарат двигался на высокой скорости, для попытки успешной мягкой посадки пришлось значительно замедлить его движение. Однако, в процессе этого манёвра гироскоп, ответственный за правильное функционирование основного двигателя, вышел из строя. В результате, на высоте 150 метров, зонд продолжал двигаться со скоростью около 500 км/ч, что оказалось слишком быстрым для своевременной корректировки скорости. В результате сильного удара, Beresheet разлетелся на части, которые разлетелись в радиусе около ста метров. Это помог увидеть спутник NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, сфотографировавший место крушения 22 апреля.
Учитывая невероятные способности адаптироваться даже к самым экстремальным условиям, могли ли тихоходки выжить на поверхности Луны и, возможно, колонизировать её?
Тихоходки — микроскопические животные, их размер не превышает нескольких миллиметров. Они обладают нейронами, ротовым отверстием на конце втягивающегося хоботка, кишечником с микробиотой и четырьмя парами суставчатых ног, заканчивающихся когтями, большинство из тихоходок обладают двумя глазами. Они имеют общего предка с такими членистоногими, как насекомые и паукообразные.
Хотя большинство тихоходок обитают в водной среде, их можно встретить в любых условиях, включая городские. Например, Эммануэль Делагут, исследователь CNRS, обнаруживает этих существ во мхах и лишайниках Ботанического сада в Париже. Чтобы поддерживать жизнедеятельность, получать питание от микроводорослей, таких как хлорелла, перемещаться, расти и размножаться, тихоходкам необходимо окружение плёнкой воды. Они могут размножаться как половым, так и бесполым способом через партеногенез (образование потомства из неоплодотворённой яйцеклетки) или гермафродитизмом, когда особь обладает и мужскими, и женскими гаметами и может самооплодотворяться. После вылупления из яйца, активная фаза жизни тихоходок продолжается от 3 до 30 месяцев. Известно 1265 видов этих существ, включая два ископаемых.
Тихоходки известны своей устойчивостью к условиям, которых нет ни на Земле, ни на Луне. Они способны остановить свой метаболизм, потеряв до 95% воды в организме. Некоторые виды синтезируют сахар трегалозу («сахар воскрешения»), который действует как антифриз, в то время как другие синтезируют белки, которые включают клеточные компоненты в аморфную «стеклянную» сеть, обеспечивающую устойчивость и защиту каждой клетки. Во время обезвоживания тело тихоходки способно уменьшиться вдвое, ноги иссыхают и на виду остаются только когти. Это состояние, известное как криптобиоз, сохраняется до тех пор, пока условия снова не станут благоприятными.
В зависимости от вида тихоходок особям требуется больше или меньше времени для обезвоживания и не всем экземплярам одного и того же вида удаётся вернуться к жизни. Обезвоженные взрослые особи способны выжить в течение нескольких минут при температуре от -272°C до 150°C, а также в течение длительного времени при высоких дозах гамма-лучей от 1000 до 4400 Грей. 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 тихоходок. Более того, защита, обеспечиваемая криптобиозом, не всегда работает, как в случае с видом Milnesium tardigradum.
Источник: Steve Gschmeissner / Science photo library / Getty Images)
Итак, что же случилось с тихоходками после того, как они оказались на Луне? Есть ли среди них ещё жизнеспособные особи, погребённые под лунным реголитом, глубина которого варьируется от нескольких метров до нескольких десятков метров?
Лабораторные испытания показали, что при ударе о песок при скорости 3000 км/ч замороженные образцы Hypsibius dujardini получали смертельные повреждения. Однако они выживали при ударах со скоростью 2600 км/ч и ниже. Посадка на Луну была значительно медленнее, что могло увеличить шансы выживания тихоходок.
Роберт Виммер-Швайнгрубер, профессор Кильского университета в Германии, и его команда показали, что дозы гамма-лучей, попадающие на лунную поверхность, постоянные, но низкими по сравнению с дозами, упомянутыми выше – 10-летнее воздействие гамма-излучения лучей будет соответствовать общей дозе около 1 Гр. Хотя поверхность Луны не обеспечивает защиты от космической радиации, тихоходки способны выдержать низкие и постоянные дозы гамма-лучей, характерные для Луны. Однако условия на Луне, такие как нехватка воды и значительные различия в температуре — от -170°C до -190°C в лунную ночь и от 100°C до 120°C в течение дня, представляют серьёзные вызовы для возможной колонизации.
На сегодняшний день считается, что тихоходки не были способны преодолеть все суровые условия Луны. Из-за нехватки жидкой воды, кислорода и микроводорослей они не смогут реактивироваться, а тем более размножаться. Таким образом, считается, что колонизация Луны тихоходками невозможна.
При этом, присутствие неактивных образцов, которые могут находиться в лунной почве, вызывает этические вопросы и требует более глубокого обсуждения. Современное исследование космоса развивается во всех направлениях и требует сохранения чистоты других планет для возможности обнаружения и изучения внеземной жизни.
С другой стороны, исследования и эксперименты с тихоходками на Луне всё же представляют научный интерес, так как они могут помочь понять механизмы выживания и адаптации к экстремальным условиям исследуемых планет и спутников.