Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Księżycowa Arka Noego ma pomóc w uchronieniu życia na Ziemi

Recommended Posts

W „księżycowej arce” ukrytej w jaskiniach lawowych pod powierzchnią Srebrnego Globu naukowcy chcieliby umieścić materiał genetyczny 6,7 miliona znanych gatunków zamieszkujących Ziemię. Materiał byłby przechowywany w warunkach kriogenicznych w laboratorium zasilanym za pomocą paneli słonecznych. Sam transport wymagałby co najmniej 250 lotów na Księżyc. Autorzy pomysłu sądzą, że księżycowa arka pozwoliłaby uchronić życie przez kataklizmami naturalnymi oraz spowodowanymi przez człowieka.

Koncepcję arki przedstawili podczas IEEE Aeropace Conference naukowcy z Space and Terrestrial Robotic Exploration (SpaceTREx) Laboratory na University of Arizona. Istnieje bardzo silny związek pomiędzy ludźmi a naturą. Naszym obowiązkiem jest strzeżenie bioróżnorodności i jej zachowanie, mówi główny autor badań, Jekan Thanga.

Księżycowa arka miałaby umożliwić odrodzenie ziemskiej bioróżnorodności po apokaliptycznym wydarzeniu, jak erupcja superwulkanu, globalna wojna atomowa, uderzenie asteroidy, pandemia, zmiany klimatyczne czy potężna burza słoneczna. Lubię używać analogii z dziedziny IT. To jak skopiowanie plików i dokumentów z dysku na domowym komputerze i umieszczenie ich na innym dysku, na wypadek, gdyby coś poszło nie tak.

Koncepcja arki z materiałem genetycznym nie jest niczym nowym. Na Svalbardzie istnieje Globalny Bank Nasion, w którym przechowywany jest materiał genetyczny roślin z całego świata i który już był wykorzystywany do reintrodukcji niektórych gatunków. Niedawno informowaliśmy, że rozpoczęto w nim eksperyment, który potrwa 100 lat.
Jednak, jak mówią naukowcy z Arizony, jedynie umieszczenie podobnego laboratorium gdzieś poza Ziemią da pewność, że nie ulegnie ono zniszczeniu podczas kataklizmu na naszej planecie.

Oczywistym wyborem jest Księżyc. Znajduje się niedaleko i istnieją na nim olbrzymie jaskinie lawowe, które mogą chronić arkę zarówno przed uderzeniami meteorytów, jak i przed szkodliwym dla DNA promieniowaniem kosmicznym. Jaskinie są na tyle duże, że pojawiają się też koncepcje wykorzystania ich jako miejsca dla baz księżycowych a nawet całych miast.

Thanga i jego zespół mówią, że może istnieć co najmniej 200 jaskiń nadających się na arkę. Naukowcy proponują wysłanie na Srebrny Glob robotów, które poszukują jaskiń, przeprowadzą ich eksplorację i stworzą mapy. Gdy już znajdziemy odpowiednią jaskinię, można będzie przystąpić do budowy arki. Będzie się ona składała z dwóch głównych sekcji. Wewnątrz jaskini znajdzie się kriogeniczne laboratorium połączone z powierzchnią za pomocą wind. Na powierzchni zaś powstaną panele słoneczne zasilające laboratorium, moduł łączności oraz śluza powietrzna, dająca dostęp ludziom.

Zdaniem naukowców, najbardziej kosztownym i wymagającym elementem stworzenia arki nie będzie jej zbudowanie, ale transport próbek. Uczeni wyliczają, że do reintrodukcji gatunku konieczne jest co najmniej 50 próbek, jednak w rzeczywistości – by mieć pewność, że reintrodukcja się uda – musimy dysponować 500 próbkami dla każdego gatunku. To będzie wymagało olbrzymiej liczby lotów na Księżyc. Zbudowanie arki i przetransportowanie tam materiału genetycznego będzie kosztowało setki miliardów dolarów. Jednak nie jest to czymś nieosiągalnym dla całej ludzkości, stwierdza Thanga.

Istnieje jednak pewien poważny problem. Próbki muszą być przechowywane w temperaturze od -180 do -196 stopni Celsjusza. Zdaniem Amerykanów, przy tak olbrzymim przedsięwzięciu, tak wielkiej liczbie próbek, wykorzystanie ludzi do sortowania, układania i wyjmowania próbek byłoby niepraktyczne. Dlatego trzeba by do tego wykorzystać roboty. Problem jednak w tym, że roboty przymarzłyby do podłoża. Rozwiązaniem byłaby... kwantowa lewitacja. To teoretyczne rozwiązanie nie jest obecnie dostępne. Jednak autorzy pomysłu uważają, że w ciągu 30 lat ludzkość zacznie wykorzystywać kwantową lewitację. Chyba, że nagle okaże się, iż z jakiegoś powodu trzeba przyspieszyć prace nad tą technologią. Myślę, że w razie pilnej potrzeby, ludzkość jest w stanie opanować kwantową lewitację w ciągu 10–15 lat, mówi Thanga.

 


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Też lubię porównanie do IT. Nie dość że mamy niekompletne i podatne na uszkodzenie backupy, to nawet nie znamy wszystkich gatunków, które trzeba zabezpieczyć. Konsekwentnie wszystko niszczymy i staramy się naprawiać na tak zwanej "produkcji", co się nie może skończyć dobrze. Do tego w przyszłości będzie można trzymać backupy DNA w formie cyfrowej, co na pewno uprości sposób przechowywania, a więcej backupów można by wysłać na inne obiekty, może nawet Ultima Thule na pograniczach Układu Słonecznego. Tego typu backup przetrwał by nawet inwazję planetarną obcych :) Z drugiej strony odzysk danych z kopii cyfrowej może być trudny. Widziałem kiedyś badania nad trwałymi nośnikami cyfrowymi 3D osadzonymi w chemicznie stabilnych kryształach różnego rodzaju.

Edited by cyjanobakteria

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Europejska Agencja Kosmiczna i Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu podpisały w piątek - 24 czerwca - porozumienie, w wyniku którego w Polsce powstanie nowe laboratorium ESA: ESA_Lab@UPWr. Laboratorium ma być miejscem rozwijania systemów nawigacyjnych, transferu technologii, a także wymiany dla młodych naukowców, którzy chcą się rozwijać w obszarze badań kosmicznych i satelitarnych.
      Zakres działalności ESA_Lab@UPWr
      ESA_Lab@UPWr będzie się specjalizować w obszarze rozwoju Globalnych Nawigacyjnych Systemów Satelitarnych (GNSS) do celów precyzyjnego pozycjonowania i nawigacji, wyznaczania orbit satelitów niskich i średnich, transferu czasu, badania ziemskiej atmosfery, w tym troposfery oraz jonosfery (czyli tzw. pogody kosmicznej), ruchu obrotowego Ziemi, a także procesów geodynamicznych - podkreślono w komunikacie uczelni.
      Istotną częścią działalności będzie też organizowanie wspólnych szkoleń, seminariów i wreszcie wymiany dla studentów i młodych naukowców, którzy chcą się rozwijać w zakresie badań kosmicznych i satelitarnych.
      Inne ESA_Lab@
      Istnieje już kilkanaście laboratoriów ESA, założonych w europejskich instytucjach naukowo-dydaktycznych. Warto dodać, że wrocławskie centrum jest jedynym specjalizującym się w nawigacji satelitarnej w tej części Europy. Sieć naukowa, którą chce stworzyć ESA, ma promować młode talenty czy stanowić ułatwiający transfer technologii łącznik między uczelniami, instytucjami badawczymi i przemysłem kosmicznym.
      Dotychczasowa współpraca UPWr i ESA
      Współpraca UPWr i ESA trwa już wiele lat. Obecnie – w ramach włosko-francusko-polskiego konsorcjum - UPWr pracuje nad finansowanym przez ESA projektem systemu nawigacyjnego dla Księżyca. Polscy specjaliści odpowiadają m.in. za definicję struktury sygnału, który będzie nadawany przez satelity krążące wokół Srebrnego Globu czy analizę możliwości wykorzystania na potrzeby misji księżycowych słabych sygnałów systemów GPS czy Galileo docierających z okolic Ziemi. Uniwersytet Przyrodniczy ma jednak dłuższe doświadczenie we współpracy z ESA. Obie instytucje zajmowały się np. wyznaczaniem precyzyjnych orbit satelitów Galileo, GPS i GLONASS oraz wspólnie udowodniły – na podstawie ruchu satelitów nawigacyjnych – że Einstein prawidłowo przewidział zmiany kształtów orbit obiektów krążących wokół Ziemi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu Yale i Uniwersytetu w Ottawie wykazali, że najmniejsza biochemiczna zmiana w jednym z białek jest kluczowym elementem dla replikacji i naprawy DNA u wszystkich roślin i zwierząt. Odkrycie rzuca nowe światło na histony, które wchodzą w skład chromatyny i odgrywają ważną rolę w upakowaniu DNA w chromosomach.
      Histony to białka niezwykle konserwatywne ewolucyjnie, a H3 należą do najbardziej konserwatywnych.
      Naukowcy od dawna zastanawiali się, dlaczego histon H3.1 różni się zaledwie jednym aminokwasem od identycznego poza tym histonu H3.3. Okazało się, że ta minimalna różnica odgrywa kolosalną rolę.
      Histon H3.1 występuje u wszystkich roślin i zwierząt. Dlatego też naukowcy przypuszczali, że w jakiś sposób jest on powiązany z replikacją DNA podczas podziału komórkowego. Nie wiedzieli jednak, na czym polega jego rola.
      Yannick Jacob z Yale University i jego zespół wykorzystali rzodkiewnik pospolity (Arabidopsis thaliana) jako modelową roślinę podczas swoich badań nad tym zagadnieniem. Manipulując genomem rośliny wykazali, że zmiana pojedynczego aminokwasu w histonie H3.1 wpływa na zdolność naprawy DNA podczas podziału komórkowego. H3.1 służy jako znacznik, wskazujący miejsce i czas naprawy. Powoduje on, że szlak naprawy DNA jest aktywny wyłącznie w czasie podziału, mówi Jacob.
      Naukowcy, by potwierdzić swoje spostrzeżenie, prowadzili podziały komórek pozbawionych H3.1. Zauważyli, że w takim wypadku w komórkach pojawiały się mutacje, dochodziło do aktywacji alternatywnych szlaków naprawy DNA oraz licznych błędów rozwojowych komórki.
      Zrozumieniu roli H3.1 i zmian we wspomnianym aminokwasie może pomóc w opracowaniu nowatorskich metod walki z wieloma różnymi chorobami, w tym z nowotworami. Pokazuje również, że nawet minimalna zmiana w budowie białka może mieć olbrzymie konsekwencje dla całej ewolucji życia na Ziemi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W najbliższy piątek, 4 marca, fragment rakiety nośnej spadnie po niewidocznej z Ziemi stronie Księżyca. Naukowcy postanowili skorzystać z okazji i przeprowadzić dodatkowe badania Srebrnego Globu. Satelita Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) zbada po uderzeniu zmiany w atmosferze Księżyca oraz powstały krater. Ocenia się, że fragment rakiety uderzy w krater Hertzsprung w piątek o godzinie 13:25 czasu polskiego.
      To, o ile wiadomo, pierwszy raz, gdy dojdzie do takiego wydarzenia. Dotychczas ludzie rozbijali pojazdy o powierzchnię Srebrnego Globu albo przypadkiem, podczas nieudanych prób lądowania, albo też celowo. Początkowo sądzono, że obserwowany fragment zdążający w stronę Księżyca, to pozostałości rakiety Falcon 9 firmy SpaceX. Jednak po szczegółowej analizie spektrum światła odbijanego przez obiekt, eksperci doszli do wniosku, że lepiej pasuje ono do rodzaju farby używanej przez Chińczyków.
      Uznano, że to kawałek chińskiej rakiety Długi Marsz 3C, która została wystrzelona w 2014 roku w ramach misji Chang'e 5-T1. W ramach tej misji pojazd Chang'e 5-T1 przeleciał za Księżycem i powrócił na Ziemię. Celem zaś było przetestowanie możliwości wejścia w atmosferę na potrzeby bezzałogowej misji Chang'e 5, która w 2020 roku przywiozła próbki księżycowego gruntu.
      Uderzenie, które nastąpi 4 marca, będzie podobne do upadku trzeciego stopnia rakiety Saturn V, który w ramach programu Apollo został celowo rozbity o powierzchnię Księżyca. Jak wyjaśniają eksperci, pozostałości rakiety Długi Marsz nie utworzą zbyt głębokiego krateru na powierzchni. Podobnie zresztą było w przypadku Saturn V. Oba fragmenty można bowiem porównać do puszek do piwa i podczas zderzenia znaczna część energii zostanie zużyta na zgniecenie rakiet, a nie na wyżłobienie krateru.
      Uderzenie fragmentu chińskiej rakiety to bardzo dobra okazja do badań i lepszego zrozumienia procesu powstawania kraterów uderzeniowych na Księżycu. Lekcja tym cenniejsza, że LRO wykonał już bardzo szczegółowe zdjęcia miejsca spodziewanego uderzenia, więc uczeni będą dysponowali materiałem porównawczym. Jedynym nieznanym parametrem jest obecnie orientacja fragmentu w stosunku do jego trajektorii. Wiadomo, że się on obraca, nie wiadomo jednak dokładnie, w jaki sposób. Specjaliści mają nadzieję, że Chińczycy to wiedzą i podzielą się swoimi danymi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od kilku lat Księżyc cieszy się dużym zainteresowaniem agencji kosmicznych i firm prywatnych. Planowane są misje załogowe i bezzałogowe na Srebrny Glob. Jednym z najbardziej ambitnych projektów jest zbudowanie na orbicie Księżyca stacji Lunar Gateway, w której przechowywane będą zapasy, urządzenia i roboty, będzie służyła jako baza dla astronautów i zapewniała łączność z Ziemią.
      Do roku 2030 różne firmy i organizacje planują ponad 90 misji związanych z Księżycem. I nawet jeśli jakaś część z nich nie dojdzie do skutku, to inne – być może większość – się odbędą. A to dopiero początek. Zainteresowanie Księżycem będzie rosło. Być może w przyszłości powstanie na nim stała baza.
      Wszystkie te misje oraz potencjalna baza będą potrzebowały łączności z Ziemią. A jej zapewnienie to niełatwe zadanie. Już w czasie misji Apollo były problemy z komunikacją pomiędzy Srebrnym Globem a planetą. A gdy misji będzie więcej i będą się one odbywały w różnych miejscach Księżyca, problemy będą jeszcze większe. Niemożliwe jest bowiem zapewnienie bezpośredniej łączności zarówno ze stroną Księżyca niewidoczną z Ziemi, jak i z dużych obszarów podbiegunowych. Nawet na widocznej z Ziemi stronie łączność mogą zakłócać nierówności terenu. Trzeba też pamiętać, że oba ciała niebieskie dzieli kilkaset tysięcy kilometrów, zatem do zapewnienia łączności trzeba silnych nadajników i dużych anten oraz wzmacniaczy. Pracujące na Księżycu niewielkie roboty z pewnością nie będą miały ani odpowiednich urządzeń, ani wystarczająco dużo energii, by komunikować się z Ziemią.
      Dlatego też włoska firma Argotec oraz należące do NASA Jest Propulsion Laboratory (JPL) pracują nad Andromedą. Ma to być konstelacja 24 satelitów krążący po 6 orbitach wokół Srebrnego Globu. Satelity służyłyby do przekazywania sygnałów radiowych pomiędzy Ziemią a Księżycem, zapewniając nieprzerwaną łączność na biegunach i niemal nieprzerwaną wszędzie indziej. Włoska firma opracowuje koncepcję satelity, a JPL ma dostarczyć podsystemy, takie jak nadajniki czy anteny.
      Zadanie tylko z pozoru jest proste. Satelity powinny bowiem znaleźć się na stabilnych orbitach, czyli takich, które nie będą wymagało od nich manewrowania. Po drugie, orbity należy dobrać tak, by zapewnić jak najlepszą łączność obszarom, na którym prawdopodobnie będzie prowadzona najbardziej intensywna działalność. Po trzecie zaś, zapewniając łączność tym obszarom, nie należy zapomnieć o pozostałej części powierzchni Księżyca.
      Zaproponowana obecnie przez Argotec koncepcja zakłada, że satelity będą znajdowały się na stabilnych orbitach, na których będą mogły pracować przez co najmniej 5 lat. Każdy z nich będzie krążył po eliptycznej orbicie o czasie obiegu 12 godzin. Orbity będą przebiegały w odległości 720 km od powierzchni Księżyca w punkcie najbliższym (perycentrum) i 8090 km w punkcie najdalszym (apocentrum). Jako, że satelita podróżuje najwolniej gdy jest w apocentrum, orbity zostaną ustawione tak, by ich apocentrum przebiegało nad najbardziej interesującym punktami Księżyca, co zapewni najdłuższy okres nieprzerwanej łączności.
      Dzięki dobrze dobranym orbitom nad każdym z biegunów Księżyca zawsze będzie znajdował się jakiś satelita, a przez 94% czasu będą to trzy satelity. Z kolei nad równikiem co najmniej jeden satelita będzie przez 89% czasu, a trzy satelity przez 79%. Jako, że nawet w apocetrum satelita będzie znajdował się w odległości mniejszej niż 10 000 km od powierzchni, zapewni łączność również niewielkim urządzeniom, nie posiadającym dużych anten i nadajników. Co więcej, dzięki satelitom możliwa będzie komunikacja w czasie rzeczywistym pomiędzy ludźmi pracującymi w dwóch oddalonych lokalizacjach. Jakby jeszcze tego było mało, satelity będą działały jak księżycowy GPS, zapewniając dane lokalizacyjne ludziom i urządzeniom na Srebrnym Globie.
      Andromeda musi być bardzo wydajna. Efektywna komunikacja głosowa czy przesyłanie materiałów wideo w wysokiej rozdzielczości będą wymagały prędkości transmisji rzędu megabitów na sekundę. Tym bardziej biorąc pod uwagę liczbę planowanych misji.
      Jednak to nie wszystko. NASA chce umieścić na niewidocznej z Ziemi stronie Księżyca radioteleskop. Agencja pracuje obecnie nad dwiema koncepcjami. Pierwsza z nich – LCRT – zakłada zbudowanie w księżycowym kraterze największego w Układzie Słonecznym radioteleskopu o średnicy 1 km. Zbudowany przez roboty teleskop mógłby prowadzić obserwacje niedostępne z Ziemi, gdyż byłby wolny zarówno od zakłóceń powodowanych przez człowieka, zakłóceń jonosfery czy satelitów. Druga zaś rozważana koncepcja – FARSIDE – zakłada wybudowanie 128 anten. Byłyby one ustawione w okręgu o średnicy 10 km i połączone kablami ze stacją centralną.
      Informacje z takich teleskopów również byłyby przekazywane przed Andromedę. A na Ziemi wszystkie te dane trzeba by było odebrać. Przykładem systemu odbiorczego może być należący do NASA DSN (Deep Space Network). To zespół anten znajdujących się w USA, Australii i Hiszpanii, które służą komunikacji z misjami w dalszych partiach przestrzeni kosmicznej. DNS już teraz obsługuje wiele misji, a kolejne są planowane. Dlatego też Andromeda raczej nie będzie mogła skorzystać z DSN. Potrzebny będzie osobny system odbiorczy na Ziemi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Powszechnie spotykany rzodkiewnik pospolity (Arabidopsis thaliana) może znacząco zmienić nasze rozumienie mechanizmów ewolucyjnych, pomóc w opracowaniu lepszych roślin uprawnych czy w walce z rakiem. To modelowa roślina wykorzystywana do badań w botanice (m.in. w genetyce). A najnowsze badania nad nią przyniosły zaskakujące informacje.
      Zawsze sądziliśmy, że mutacje DNA przytrafiają się losowo na całej jego długości. Okazuje się, że mutacje nie są aż tak bardzo przypadkowe i nie jest przypadkiem, gdy pomagają roślinom. To prowadzi co całkowitej zmiany myślenia o mutacjach, mówi profesor Grey Monroe z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis.
      Uczony wraz z kolegami pracowali przez trzy lata nad skewencjonowaniem DNA setek rzodkiewników pospolitych. Genom tej rośliny jest stosunkowo nieduży, zawiera 120 milionów par bazowych. Genom człowieka ma 3 miliardy par. I to właśnie z powodu tej prostoty rzodkiewnik jest rośliną modelową.
      Prace zaczęły się w Instytucie im. Maxa Plancka, gdzie w warunkach laboratoryjnych hodowano rzodkiewniki. Roślinom zapewniono bardzo dobre warunki. Tak dobre, że egzemplarze, które w naturze by nie przetrwały z powodu różnego rodzaju defektów, mogły nadal rosnąć.
      Gdy następnie zskewencjonowano genom setek rzodkiewników, znaleziono w nich ponad milion mutacji. I – wbrew temu czego się spodziewano – okazało się, że mutacje istnieje nielosowy wzorzec mutacji.
      Na pierwszy rzut oka to, co odkryliśmy, wydaje się przeczyć obowiązującym teoriom mówiącym, że mutacje są całkowicie losowe i jedynie dobór naturalny decyduje o tym, która mutacja się utrzyma, mówi jeden z głównych autorów badań, Detlef Weigel z Instytutu im. Maxa Plancka. Okazało się bowiem, że istnieją całe fragmenty DNA, w których do mutacji dochodzi rzadko. We fragmentach tych odkryto nadreprezentację najbardziej istotnych genów, odpowiedzialnych np. za wzrost komórek czy ekspresję genów. To bardzo ważne fragmenty genomu. Obszary, które są najważniejsze są chronione przed mutacjami, mówi Monroe. Jako, że są to regiony wrażliwe, mechanizmy naprawy DNA muszą być tam szczególnie efektywne, dodaje Weigel.
      Badacze zauważyli, że sposób, w jaki DNA jest zawinięte wokół różnych rodzajów białek wydaje się dobrym wskaźnikiem tego, czy dany fragment będzie ulegał mutacjom. "To oznacza, że jesteśmy w stanie przewidzieć, które geny są bardziej narażone na mutacje, a które mniej. A to daje nam całkiem dobre pojęcie o tym, co się dzieje", stwierdza niemiecki uczony.
      Odkrycie nabiera szczególnego znaczenia na gruncie teorii ewolucji. Oznacza ono bowiem, że rzodkiewnik ewoluował tak, by chronić swoje geny przed mutacjami. To niezwykle ekscytujące odkrycie, gdyż możemy zacząć zastanawiać się, w jaki sposób chronić ludzkie DNA przed mutacjami, cieszy się Weigel.
      Jeśli będziemy wiedzieli, dlaczego jedne obszary DNA są bardziej podatne na mutacje niż inne, możemy spróbować rozwijać rośliny o pożądanych cechach. A także opracować metody ochrony przed mutacjami prowadzącymi do nowotworów.
      Nasza praca daje szerszy obraz sił stojących za naturalną bioróżnorodnością. Może ona zainspirować teoretyczne i praktyczne badania nad ewolucyjną rolą mutacji, czytamy w podsumowaniu badań.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...