На МКС грибы могли поглощать радиацию. Могут ли астронавты вырастить собственные радиационные щиты в космосе?
Отсутствие эффективной радиационной защиты - одна из самых больших проблем, которую ещё предстоит преодолеть, если люди собираются отправиться в длительные путешествия в глубокий космос.
На Земле мощная магнитосфера планеты защищает нас от самых смертоносных форм излучения - тех, которые производятся солнечными вспышками и приходящими издалека галактическими космическими лучами, - которые проходят через Солнечную систему.
Астронавты на Международной космической станции, находящейся примерно в 408 км над Землей, получают повышенный уровень радиации, но находятся достаточно близко к Земле, поэтому всё ещё получают некоторую защиту и могут оставаться на орбите до года. Этого нельзя сказать о космонавтах, путешествующих дальше, например, на Луну или, возможно когда-нибудь, на Марс.
Будущим путешественникам в дальний космос нужно будет взять с собой собственную защиту - или, как предлагается в новом исследовании, наращивать её по пути. Согласно работе, опубликованной в предпечатном формате на BioRxiv в начале этого месяца, особый тип грибов, который процветает в условиях высокой радиации, под названием Cladosporium sphaerospermum, может образовывать живой щит вокруг астронавтов в космосе. Грибок не только блокирует излучение, но и фактически использует его для роста посредством процесса, называемого радиосинтезом:
он извлекает энергию из излучения, точно так же, как большинство растений извлекают энергию из солнечного света посредством фотосинтеза.
«В течение одного года средний человек на Земле получает дозу около 6,2 мЗв, в то время как средний астронавт на Международной космической станции (МКС) получает дозу, эквивалентную примерно 144 мЗв; через год после трёхлетней миссии на Марс астронавт уже накопил бы около 400 мЗв» - пишут Грэм Шунк и другие авторы, BioRxiv.
Эти поглощающие радиацию грибы выживают на Земле в экстремальных местах, например, на месте
Чернобыльской АЭС в Украине. В космосе они так же хорошо себя чувствуют. В 2019 году исследователи отправили на МКС несколько грибов, наблюдая за тем, как они росли в течение 30 дней, и измерили количество прошедшего через них излучения по сравнению с контрольным образцом без грибов.
Эксперимент показал, что уровни радиации под слоем грибка толщиной 1,7 мм были примерно на 2,17% ниже, чем в контроле. Более того, грибок рос примерно на 21% быстрее, чем на Земле, а это означает, что способность грибов действовать в качестве защитного щита для астронавтов может стать более устойчивой, чем дольше длится миссия.
Ещё рано слишком увлекаться практическим применением этого гриба в космических путешествиях. По оценкам команды, на Марсе, чтобы снизить уровень радиации до земных, среду обитания необходимо покрыть слоем грибов толщиной 2,3 метра. Такого же эффекта можно было добиться, закопав среду обитания под 3 метрами марсианской грязи (реголита).
Тем не менее, возможность биологических решений того, что часто считается инженерными проблемами, является уникальным подходом и может оказаться плодотворным. В ближайшем будущем космонавты будут полагаться на более приземлённые решения.
В случае солнечных вспышек планы на случай непредвиденных обстоятельств включают укрытие среди груза космического корабля: чем больше масса между космонавтами и падающей радиацией, тем в большей безопасности они будут.
Предстоящая миссия Artemis 1 без экипажа, которая должна быть запущена в следующем году, тестирует защитный жилет, предназначенный для минимизации доз радиации, получаемых пользователем.
Пока что ни одно из этих решений не является идеальным. Чтобы обезопасить будущих космонавтов, предстоит ещё много работы. Однако когда придёт время, не удивляйтесь, если часть решения проблемы космической радиации будет предполагать укрытие под толстым покровом дружественных грибов.