Могут ли микробы выжить в постоянно затененных областях Луны? Именно этому должно быть посвящено недавнее исследование, представленное на 56-й конференции по лунным и планетарным наукам (LPSC 2025), в ходе которого группа исследователей из Соединенных Штатов и Канады изучала вероятность долгосрочного выживания микробов в зонах PSR на Луне, которые представляют собой кратеры, расположенные на полюсах, которые не имеют радиуса действия.я не вижу солнечного света из-за небольшого наклона оси Луны. Это исследование потенциально может помочь исследователям лучше понять маловероятные места, где они могли бы найти жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, по всей Солнечной системе.
Здесь Universe Today обсуждает это невероятное исследование с доктором Джоном Муресом, доцентом Центра исследований в области наук о Земле и космосе Йоркского университета и ведущим автором исследования, о мотивации, стоящей за исследованием, значимых результатах, о том, как эти результаты могут повлиять на исследование человеком PSRs, возможных загрязнение в результате исследований человеком и то, как какие-либо микробы могли попасть на PSRs. Итак, какова была мотивация этого исследования?
"Несколько лет назад, в 2019 году, я участвовал в исследовании, посвященном возможностям Луны сохранять микробиологическое загрязнение на космических аппаратах, проведенном под руководством исследователя из Флоридского университета доктора Эндрю Шергера", - говорит доктор Мурс. "В то время мы не рассматривали PSRs из-за сложности моделирования условий ультрафиолетового излучения в данном случае.
Однако с тех пор мой бывший студент, доктор Джейкоб Клоос из Мэрилендского университета, разработал сложную модель освещения. Более того, с возобновлением интереса к исследованию PSR мы решили еще раз взглянуть на эти регионы и поняли, что у нас есть все необходимые фрагменты головоломки, чтобы понять их способность сохранять наземное микробное загрязнение".
В ходе исследования ученые провели серию экспериментов на моделях, чтобы выяснить, могут ли снижение уровня ультрафиолетового излучения и повышение температуры в пределах PSR способствовать возможному выживанию микроорганизмов в двух кратерах PSR, Шеклтоне и Фаустини. Исследователи выбрали эти два кратера на основе предыдущих исследований, связанных с моделированием света, попадающего в кратеры, и оба кратера также являются текущими объектами посадки для предстоящих миссий Artemis.
Как уже отмечалось, лунные PSR лишены солнечного света из-за наклона оси Луны, который составляет примерно 1,5 градуса по отношению к солнцу. Например, наклон земной оси по отношению к солнцу составляет приблизительно 23,5 градуса, что приводит к смене времен года, когда Земля вращается вокруг Солнца.
В результате этого небольшого наклона оси некоторые лунные кратеры PSRs, такие как Шеклтон и Фаустини, не получали солнечного света, возможно, миллиарды лет. Поскольку на Луне отсутствует атмосфера и она находится в космическом вакууме, это создает очень холодные зоны, в которых, как предполагают исследователи, могут сохраняться микробы в течение длительного периода времени. Итак, каковы наиболее важные результаты этого исследования?
"В космосе микробы обычно погибают под воздействием высокой температуры и ультрафиолетового излучения", - говорит доктор Мурс. "Однако в PSR очень холодно и очень темно, и, как следствие, они являются одной из самых защищенных сред в Солнечной системе для тех видов микробов, которые обычно присутствуют на космических аппаратах. Чтобы было понятно, эти микробы не могут метаболизироваться, размножаться или расти здесь, но они, вероятно, сохраняют жизнеспособность в течение десятилетий, пока их споры не погибнут под воздействием вакуума. Органические молекулы, из которых состоят их клетки, вероятно, сохранятся гораздо дольше."
Как уже отмечалось, лунные PSR в настоящее время являются целевыми посадочными площадками для предстоящей программы НАСА Artemis, в первую очередь для Шеклтона, из-за потенциальных скоплений водяного льда, которые находятся в кратерах PSR, которые будущие астронавты могли бы использовать для получения воды, топлива и кислорода. Однако все космические полеты сопряжены с риском попадания нежелательных микробов в целевое местоположение, что может привести к потенциальному и ненужному загрязнению в остальном нетронутого места, где нет микробов. Это может привести к неправильному сбору данных и получению неточных результатов после их анализа, что потенциально может привести к неточным выводам относительно поиска жизни за пределами Земли.
Это особенно актуально для полетов человека на Луну, поскольку люди по своей природе являются грязными существами, несущими мириады микробов, которые могут отправиться с ними на Луну. Таким образом, любые микробы, которые могли бы существовать в пределах PSR, могли бы попасть под влияние человеческих микробов, что, возможно, привело бы к их гибели.
Для борьбы с этим управлению планетарной защиты НАСА поручено следить за тем, чтобы отправляемые космические аппараты были стерилизованы и очищены от микробов перед запуском, а также следить за тем, чтобы возвращаемые космические аппараты не несли на себе нежелательных микробов из-за пределов Земли. Итак, как результаты этого исследования могут повлиять на исследования Луны человеком в рамках PSRS?
Доктор Мурс говорит: "Хотя мы можем довольно хорошо очищать роботизированные космические аппараты, гораздо сложнее обеззараживать оборудование и скафандры, используемые в исследованиях людьми. В результате люди, попадающие в PSRs, вероятно, принесут с собой значительно больше загрязнений, некоторые из которых останутся позади и сохранятся гораздо дольше, чем где-либо еще на Луне".
Кроме того, в исследовании отмечается, что "следует проявлять осторожность при их изучении" в отношении PSR, но относится ли это к планетарной защите?
Доктор Мурс говорит: "Речь идет не столько о защите планеты, сколько о сохранении PSRS в максимально близком к первозданному состоянии для будущих научных исследований. Вопрос в том, в какой степени это загрязнение имеет значение? Это будет зависеть от научной работы, проводимой в рамках PSRs. Одной из возможных целей является извлечение образцов водяного льда из PSRs, чтобы лучше понять их происхождение и то, как они оказались здесь. Часть этого анализа могла бы включать изучение органических молекул, присутствующих во льду, которые, как известно, встречаются в других местах, например, внутри комет. Этот анализ будет проще, если свести к минимуму загрязнение из наземных источников."
Если на лунной поверхности есть микробы, то возникает вопрос, как они туда попали. Учитывая, что поверхность Луны сильно изрыта кратерами, они могли попасть туда от падающего тела из другого места Солнечной системы или из-за ее пределов. Однако люди также отправили несколько космических аппаратов, которые врезались в лунную поверхность, включая космический аппарат "Рейнджер", который был запущен перед полетами "Аполлона", но эти космические аппараты потерпели крушение вблизи экватора Луны и далеко от полюсов.
В 2009 году миссия НАСА по наблюдению за лунными кратерами и зондированию Луны (LCROSS), направленная на Луну, намеренно столкнула разгонный блок Centaur с кратером Кабеус, который представляет собой кратер PSR, расположенный примерно в 100 километрах (62 милях) от южного полюса Луны, с целью измерения количества воды, образовавшейся в результате выброса шлейф. Но как микробы могли попасть в лунные PSR и что это может рассказать нам о формировании и эволюции Луны?
"Вероятность того, что в PSRs уже имеется земное микробное загрязнение, невелика, но не равна нулю", - говорит доктор Мурс. "Несколько космических аппаратов столкнулись в пределах или вблизи PSRs. Хотя все они делали это на высокой скорости, предыдущие исследования, проведенные другими учеными, показали, что небольшое количество спор может пережить имитационные столкновения с материалами, подобными реголиту. Если бы какие-либо микробы пережили эти столкновения, они были бы широко распространены."
