бесплатно рефераты
 

Поиск и исследование внеземных форм жизни. Планетарный карантин, необходимый при этом

бактерии постоянно удаляются с кожи, механический барьер, такой, например,

как резиновые перчатки, в сочетании с бактерицидными мылами, очевидно,

является лучшим методом ограничения или предохранения переноса

микроорганизмов с кожи на оборудование космического аппарата.

2 Методы обеззараживания.

В настоящее время разработано много методов снижения уровня

микробного загрязнения космического аппарата и его элементов. Хотя они и не

идеальны, некоторые из них используются с успехом в настоящее время, другие

являются перспективными в будущем. Эксперименты показывают, что более

высокая степень стерильности может быть достигнута при использовании этих

приемов для гладких поверхностей. При шероховатых поверхностях выживаемость

микроорганизмов остается значительной.

1. Обработка дезинфицирующими средствами.

Дезинфицирующая обработка заключается в промывке доступных

поверхностей компонентов космического аппарата такими дезинфицирующими

веществами как этиловый спирт, изопропиловый спирт, формальдегид с метаном

и перекись водорода.

2. Стерильность поверхности.

Поверхность стерилизуется химическими средствами (окись этилена,

бромистый метил, формальдегид) и с помощью радиации без прямого контакта с

поверхностью (лазерные лучи, ультрафиолетовая ионизирующая радиация и

плазма).

3. Тепловая стерилизация.

Так как земные микроорганизмы чувствительны к высоким температурам,

то автоклавирование - обычный процесс, широко применяемый в промышленности

и в процессе приготовления пищи. При этом в качестве активного начала

используется пар или сухой горячий воздух. Тепловая инактивация

микроорганизмов происходит как более сложный процесс в сравнении с ниже

приведенной логарифмической моделью (надо учитывать еще водный режим,

сложность микробной популяции и ее равновесные свойства). Простая

логарифмическая модель, используемая для определения параметров системы,

выражает процесс разрушения микроорганизмов как функцию времени и

температуры:

где - начальная микробная популяция, - время,

необходимое для уменьшения популяции на 90 % при температуре Т и

температурном коэффициенте

, - средняя величина популяции в течение времени

нагревания.

Другими факторами, определяющими эффективность процесса тепловой

стерилизации, являются термодинамические характеристики космического

аппарата, температура окружающей среды, число подлежащих стерилизации

микроорганизмов и характер распределения микроорганизмов по поверхности

аппарата.

4. Терморадиация.

Сочетание тепловой стерилизации и радиации во время сборки

космического аппарата имеет преимущества, поскольку компоненты аппарата

подвергаются воздействию меньших температур, чем только при одной тепловой

стерилизации, и меньшей радиации, чем во время одного только облучения.

5. Аутостерилизация.

Самостерилизующийся материал содержит ингредиенты, токсичные для

бактерий. При стерилизации космического аппарата очень часто возникают

трудности, связанные с тем, что определенные материалы не могут выдержать

обеспечивающие необходимую стерильность дозы радиации или температуры. В

связи с этим самостерилизующиеся материалы значительно интересны для целей

космических полетов, что следует иметь ввиду при выборе материалов для

космических полетов.

4. Методы контроля.

Успех мероприятий по борьбе с загрязнением определяется количеством

микроорганизмов, особенно бактериальных спор, оставшихся внутри и на

поверхности космического аппарата. Хотя этот критерий применяется и в

других областях, стерилизация космических аппаратов представляет проблему

уникального плана. На космическом аппарате нельзя взять большое количество

проб на стерильность, так как увеличение числа проб может привести к

загрязнению и нарушению конструкции. Методы выявления аэробных и анаэробных

микроорганизмов и спор приведены на рис.

Большинство методов выявления спор включает нагревание микробной

суспензии до высева на среды. Эта процедура называется тепловой обработкой.

Методика определения анаэробных микроорганизмов такая же, как и для

выявления аэробных, за исключением того, что культуры инкубируются в первом

случае в строго анаэробных условиях. Однако исследования показали, что

строгие анаэробы на космическом аппарате встречаются в очень небольших

количествах (следовательно, используются редко).

В соответствии полетного проекта требованиям ПК дает возможность

каждому государству, осуществляющему космические полеты, заверить

соответствующие организации, что биологический карантин соблюдается и что в

результате этих полетов планеты будут сохранены как биологические

заповедники для дальнейших научных исследований. Только при соблюдении

самых строгих мер, какими сложными они не были, планеты будут оставаться

нетронутыми в ожидании будущих исследований. До того времени, когда человек

высадится на эти планеты и сможет использовать в своих нуждах. Но это будет

при условиях, когда человечество сможет продолжать изучение космического

пространства с уверенностью, что не существует угрозы необратимого

загрязнения планет, то есть до времени, пока результаты исследований

космического пространства не подтвердят возможности снятия карантина.

3. Практический обзор поиска и исследований внеземных форм жизни.

В предыдущих главах рассмотрены теоретические аспекты проблемы поиска

и исследований внеземных форм жизни, теперь рассмотрим практическое решение

этого вопроса. Хотя с момента полета первого человека в космос не прошло и

35 лет, но у ученых появилось столько новой информации о телах Солнечной

системы, сколько ее не было за века исследований до этого, причем во много

раз больше. Поток такой информации связан с наличием у современной науки

таких помощников, как АБЛ (о них говорилось выше). Именно они своей работой

на данный момент смогли заменить человека при исследовании планет Солнечной

системы, где могла бы быть жизнь.

Нельзя забывать того, что если существующая где - то живая материя

имеет иную качественную и структурную химическую организацию и,

следовательно, в процессах питания, дыхания и выделения участвуют

совершенно другие вещества, положительный ответ автоматических аппаратов,

работающих по программе земных критериев, вообще не может быть получен.

Для решения задач обнаружения жизни вне Земли нужна правильная

постановка вопросов (с учетом выше сказанного), которые можно разбить на

три большие группы:

1. Обнаружение на планетах химических соединений, подобных

аминокислотам и белкам, которые обычно связываются с жизнью на

Земле.

2. Обнаружение признаков обмена веществ - поглощаются ли питательные

вещества земного типа внеземными формами.

3. Обнаружение форм жизни, подобных земным животным, отпечатков

жизненных форм в виде ископаемых или признаков цивилизации.

Хотя жизнь теоретически возможна на любой из планет, на их спутниках

и на астероидах, наши возможности пока ограничены (в посылке аппаратуры)

Луной, Марсом и Венерой.

1. Луна.

Большинство ученых считают Луну абсолютно “мертвой” (отсутствие

атмосферы, различные излучения, не встречающие препятствия на пути к

поверхности, большие перепады температуры и т. д.). Однако некоторые формы

могут жить в тени кратеров, особенно если, как показывают последние

наблюдения и исследования, там все еще протекает вулканическая деятельность

с выделением тепла, газов и водяных паров. Вполне возможно, что, если жизни

на Луне нет, то она может быть уже заражена, при несоблюдении ПК (хотя есть

данные, показывающие обратное), земной жизнью после прилунения на ней

космических аппаратов и кораблей и, возможно, метеоритами, если они могут

явиться переносчиками жизни.

2. Венера.

Венера также, по - видимому, безжизненна, но по другим причинам.

Согласно измерениям температуры на поверхности Венеры слишком высоки для

жизни земного типа, а ее атмосфера также негостеприимна. Учеными

обсуждалось немало идей на эту тему. Авторы работ по данной теме касались

возможности существования биологически активных форм как на поверхности,

так и в облаках. В отношении поверхности можно утверждать, что большинство

органических молекул, входящих в состав биологических структур, испаряются

при температурах, намного меньших 5000С, в протеины изменяют свои

естественные свойства. К тому же на поверхности нет жидкой воды. Поэтому

земные формы жизни, по - видимому, можно исключить. Довольно искусственными

представляются другие возможности, включающие своего рода “биологические

холодильники” или структуры на основе кремнийорганических соединений (как

уже упоминалось выше).

Значительно более благоприятным представляются условия в облаках,

соответствующие земным на уровне около 50 - 55 км. над Землей, за

исключением преобладающего содержания СО2 и практического отсутствия О2 и

2.

Тем не менее о облаках имеются условия для образования фотоаутотоф.

Однако в условиях атмосферы существенная трудность связана с удержанием

таких организмов вблизи уровня с благоприятными условиями, так чтобы они не

увлекались в нижележащую горячую атмосферу. Чтобы обойти эту трудность,

Моровиц и Салан выдвинули предположение в венерианских организмах в форме

изопикнических баллонов (фотосинтетических), заполняемых фотосинтетическим

водородом.

Это все пока только гипотезы, едва ли они могут рассматриваться как с

точки зрения возникновения жизни в облаках, так и своего рода “остатков”

биологических форм, некогда существовавших на планете. Конечно, это не

исключает того, что в определенный период своей истории Венера обладала

значительно более благоприятными условиями, пригодными для проявления

биологической активности.

Спецификой эволюции, особенностями теплообмена, природой облаков,

характером поверхности далеко не исчерпываются проблемы Венеры,

продолжающей, несмотря на огромные успехи, достигнутые за последние годы, в

ее изучении, по праву сохранять за собой название планеты загадок.

Раскрытие этих загадок, несомненно, обогатит как планетологию, так и

другие науки новыми фундаментальными открытиями. Мощность газовой оболочки,

своеобразный тепловой режим, необычность собственного вращения и другие

особенности резко выделяют Венеру из семьи планет Солнечной системы. Что

породило такие необычные условия? Является ли атмосфера Венеры “первичной”,

свойственной молодой планете, или такие условия возникли позже, в

результате необратимых геохимических процессов, обусловленных близостью

Венеры к Солнцу, - эти вопросы заслуживают самого пристального внимания и

требуют дальнейших всесторонних исследований, вплоть до пилотируемого

полета к столь интересной планете (рис. )

3. Марс.

Самая исследуемая сейчас планеты, на которой ведутся поиски, - Марс,

но не все ученые соглашаются с тем, что на ней могут существовать какие -

то формы жизни, некоторые считают Марс необитаемым. С учетом этого

остановимся на этой планете подробней. Аргументы против жизни на Марсе

убедительны и хорошо известны, приведем некоторые.

1. Температура.

Средняя температура почти -550С (на Земле + 150С). температура всей

планеты может упасть до рассвета до -800С. В середине марсианского лета

близ экватора температура составила +300С, но, возможно, в некоторых

областях поверхность никогда не нагревается до 00С.

2. Атмосфера.

Как показали полеты “Маринеров”, общее давление лежит в области 3 - 7

мб (на Земле 1000 мб). При этом давлении вода будет быстро испаряться при

низких температурах. Атмосфера содержит небольшое количество азота и

аргона, но главная масса - углекислота, что должно благоприятствовать

фотосинтезу; но еще меньше в марсианской атмосфере кислорода. Правда,

многие растения могут жить и без него, но для большинства земных он

необходим.

3. Вода.

Наблюдая полярные шапки, астрономы сделали вывод, что они состоят из

воды. Считалось, что они могут состоять из твердой углекислоты (сухого

льда). В атмосфере не раз наблюдались облака различных типов, по -

видимому, состоящих из ледяных кристаллов (вообще образование облаков на

Марсе - редкость. Спектроскопически недавно была обнаружена вода, но

влажность там должна быть очень низкой. Это может указывать на смачивание

почвы влагой атмосферы, хотя такое явление бывает очень редко. Не видно

движения жидкой воды по планете, хотя перемещение воды от полюса к полюсу

действительно происходит (по мере таяния южной полярной шапки северная

нарастает).

4. Ультрафиолетовое излучение.

Практически все ультрафиолетовое излучение Солнца проникает сквозь

разреженную атмосферу до поверхности планеты, что пагубно влияет на все

живое (на земное, по крайней мере). Уровень космического излучения выше,

чем на Земле, но по большинству расчетов он не опасен для жизни.

Тем не менее климат Марса, атмосфера отдаленно аналогичны земным. Эта

планета свободна от заражения веществами земного происхождения. Поэтому

обнаружение жизни на ней наиболее вероятно.

4. Интересные наблюдения.

Не смотря на все эти доводы, ряд наблюдений говорит в пользу жизни на

Марсе столь убедительно, что нельзя не упомянуть о них. Приведем некоторые

из них.

Участки марсианской поверхности, которые ученые называют морями,

обнаруживают все признаки жизни: во время марсианской зимы они тускнеют или

почти исчезают, а с наступлением весны полярные шапки начинают отступать, и

тогда “моря” немедленно начинают темнеть; это потемнение продвигается к

экватору, тогда как полярная шапка отступает к полюсу. Трудно придумать

этому явлению другое объяснение, кроме того, что потемнение вызывается

влагой, возникшей при таянии полярной шапки.

Постепенное продвижение потемнения от края полярной шапки к экватору

совершается с постоянной скоростью, одинаковой из года в год. В среднем

фронт потемнения движется к экватору со скоростью 35 км / сутки. Само по

себе это невероятно, поскольку скорость ветра на поверхности Марса

(движение желтых пылевых облаков) достигает 48 - 200 км / час и для него

типична форма гигантских циклонов. Все это выглядит аномалией, если

считать, что потемнение почвы обусловлено переносом влаги из полярных шапок

атмосферными течениями. Во всяком случае, физические теории, выдвигавшиеся

до сих пор для объяснения этого явления, были отвергнуты.

Иногда марсианские “моря” покрываются слоем желтой пыли, но через

несколько дней появляются снова. Если они состоят из марсианских

организмов, эти организмы должны или прорасти сквозь пыль, или

“стряхнуть” ее с себя. Поразительна “ плотность” марсианских “морей”

сравнительно с окружающими их так называемыми “пустынями”. Если “моря” так

хорошо фотографируются сквозь красный фильтр, то, значит, они состоят из

организмов, покрывающих почву сплошным слоем (аналогично наблюдение наших

пустынь с самолета с высоты, такой, чтобы отдельных растений нельзя было

различить).

В марсианских “морях” и “пустынях” иногда быстрые, происходящие на

протяжении нескольких лет изменения. Так, в 1953 г. появилась темная

область величиной с Францию (Лаоконов узел). Она появилась там, где в 1948

г. была пустыня. Если такое нашествие на “пустыню” совершили марсианские

растения, то они, очевидно, не просто существуют. Это наблюдение так

поразительно, что можно подумать о Марсианском разуме, отвоевавшем для себя

часть “пустыни” с помощью агротехники. Сделанные аппаратами “Маринер”

снимки показывают, что в областях, называемых астрономами “морями”, кратеры

расположены наиболее густо. Так или иначе - вероятно, что жизнь могла

зародиться на дне кратеров и затем перейти на возвышенности между ними. В

очень хороших условиях видимости марсианские “моря” действительно

распадаются на множество мелких деталей, но у нас нет оснований считать,

что сейчас жизнь ограничивается дном марсианских кратеров, так как “моря”

слишком обширны для такого объяснения.

Не так давно была выдвинута гипотеза (И. С. Шкловским) о том, что

спутники Марса могут быть искусственными. Они двигаются по почти круговым,

экваториальным орбита, и в этом смысле они отличаются от естественных

спутников любой другой планеты Солнечной системы. Они находятся на близком

расстоянии от Марса и по величине очень невелики (около 16 и 8 километров в

диаметре). По всей видимости, их отражательная способность больше, чем у

Луны. Ускорение при движении одного из спутников происходит таким образом,

что есть основание допустить, что спутники представляют полую сферу.

На поверхности Марса иногда наблюдаются очень яркие световые вспышки.

Иногда они продолжаются по 5 минут, а вслед за этим возникает расширяющееся

белое облако. У некоторых ученых сложилось впечатление, что с 1938 года -

первого известного такого случая - такое событие повторялось 10 - 12 раз.

Яркость вспышки эквивалентна яркости взрыва водородной бомбы. Такой яркий

голубовато - белый свет едва ли может быть вулканическим, а взрыв упавшего

метеорита не мог бы продолжаться так долго. Но в то же время вряд ли это

термоядерный взрыв. Являются ли так называемые вспышки на поверхности Марса

феноменов или каким - то продуктом разума? Для ответа на этот вопрос надо

будет исследовать Марс непосредственно.

Каналы. Эти образования на Марсе долго были предметом спора как

возможное доказательство разумной жизни. У этой замкнутой сети линий,

которая становится видимой при благоприятных условиях в нашей атмосфере и

на поверхности Марса, должно быть объяснение. Первая особенность в том, что

это замкнутая сеть, у которой лишь очень немногие линии попросту обрываются

в “пустынях”, не присоединяясь ни к чему другому. Вторая - в том, что линии

сетки пересекаются в темных пятнах, названных оазисами. На Луне нет ничего

похожего. И эта сеть непохожа на линии сброса или трещины между кратерами

(метеоритными) на поверхности Земли. Но города на дне кратеров наверняка

будут соединены сетью коммуникаций, включая подземную оросительную систему,

вдоль которой располагаются ”фермы” (этим, может быть, объясняется ширина

каналов - до 30 - 50 километров). Сейчас можно сказать, что наблюдавшиеся

на Марсе серые линии необычно правильной геометрической формы - результат

сложной и недостаточно исследованной оптической иллюзии, возникающей при

наблюдении планеты, а также при фотографировании в слабые телескопы или при

плохом качестве изображения. На снимках, полученных с космических станций,

сетка “каналов” на Марсе отсутствует, тем не менее отдельные квазилинейные

Страницы: 1, 2, 3, 4


ИНТЕРЕСНОЕ



© 2009 Все права защищены.