Исторически момент: за пръв път земни организми влязоха в междупланетното пространство!

23 ноември 2022 г. 10:30 ч.

Светослав Александров. Исторически момент в космонавтиката, който може да се сравни единствено с полети като този на кучето Лайка през 1957 г. и на окололунната мисия „Зонд 5“ с костенурки и растения през 1968 година! За пръв път земни организми навлязоха в междупланетното пространство! Това се случи, след като мисията на НАСА „Биосентинел“ с дрожди на борда (Saccharomyces cerevisiae) облетя в понеделник Луната и продължи своето пътешествие в околослънчева орбита.

Напомням на читателите, че „Биосентинел“ бе изстреляна на 16-ти ноември като вторичен полезен товар на ракетата „Спейс Лонч Систъм“ заедно с мисията „Артемис 1“. Вчера центърът на НАСА „Еймс“ потвърди, че „Биосентинел“ е прелетяла успешно Луната и е вече в междупланетното пространство.

Провеждането на биологични космически мисии има дълга история. Всичко започва на 20 февруари 1947 година, когато САЩ изстрелват останала от Втората световна война немска ракета „Фау 2“, а на борда ѝ има винени мушици. Ракетата успешно достига космоса на височина 109 километра. След това, на 14 юни 1949 година, американците с друга ракета „Фау 2“ изстрелват в космоса маймуната Алберт 2 – това е първият бозайник и първият примат, летял в космоса.

Междувременно в СССР се появява клонинг на „Фау 2“, благодарение на депортацията на немски инженери – това е ракетата „Р1“. На 22 юли 1951 г. такава ракета извежда в космоса две кучета Дезик и Циган. Прави впечатление, че през тези ранни години Щатите изпращат основно маймуни, а СССР – кучета. Първоначално тези мисии са суборбитални.

Всичко се променя през 1957 г., когато на 3-ти ноември СССР изстрелва със „Спутник 2“ кучето Лайка. Това е първият жив организъм, който не само достига космоса, а и орбита. Следва полетът на Белка и Стрелка на 19 август 1960 година. На 31 януари 1961 г. Щатите изстрелват по суборбитална траектория шимпанзето Хам посредством кораб „Мъркюри“. Това е първият висш примат, който лети в космоса. А на 29 ноември 1961 г. чрез друг кораб „Мъркюри“ в орбита е изпратено шимпанзето Енос. До този момент това е единственото шимпанзе, обиколило Земята.

Първите живи организми, които напускат околоземна орбита и се отправят към Луната, са две костенурки, винени мушици, растителни семена и водорасли Chlorella в хода на съветската мисия „Зонд 5“ през 1968 година.

В хода на десетилетното усвояване на космоса са изстреляни също така жаби, зайци, паяци, насекоми. Голяма част от биологичните експерименти са проведени на орбиталните станции „Салют“, „Мир“, „Скайлаб“, Международната космическа станция, китайските станции „Тянгон“. Има и самостоятелни (т.е. несвързани със станции) биологични мисии, като сред тях се открояват тези на руските биосателити „Бион“ и „Фотон“, които представляват модифицирани кораби „Восток“ – т.е. от същия тип, с които са летели Гагарин, Титов и първите космонавти.

През 2019 г. мисията на Китай „Чанг’e 4“ каца на обратната страна на Луната и за пръв път там е отгледан памук. Същата година израелският апарат „Берешийт“ се разбива на лунната повърхност, а на борда му има тардигради (водни мечки).

Допреди няколко дни обаче нито един биологичен организъм не бе напускал системата Земя-Луна. Т.е. до провеждането на мисия „Биосентинел“.

Постижението стана възможно благодарение на един нов стандарт в космонавтиката, който се наложи през последните десетилетия – стандартът CubeSat, чрез който спътници биват построявани евтино и бързо от еднотипни единици с формата на куб и дължина на ръба 10 сантиметра. Стандартът е изобретен през 1999 година.

Скоро след това той започва да се прилага и за биологични мисии. НАСА изстрелва първата такава мисия „ДжийнСат-1“ през 2006 г., като спътникът проучва влиянието на космическите условия върху микроорганизми. След това през 2009 г. НАСА изстрелва „ФармаСат“, като целта е изучаването на растежа на дрожди в космоса след третирането им с фунгицид и излагането им в условия на безтегловност. Тези мисии са реализирани в околоземна орбита.

Сегашната мисия „Биосентинел“ представлява първият изобщо в историята на космонавтиката полет на живи организми в междупланетното пространство. Защо обаче са подбрани дрожди, а не растения или малки животни?

Причината е, че през последните десетилетия науката откри, че дрождите притежават много сходен геном с този на човека. Макар че милиарди години еволюция делят Saccharomyces cerevisiae от Homo sapiens, тези два вида споделят хиляди хомоложни гени, които са отговорни за ключови процеси, включително поправка на ДНК вследствие на радиационни въздействия. Вече не е нужно да изпращаме кучета или маймуни до Марс, за да видим дали човек би издържал пътешествието здрав. Дрождите са достатъчно добър моделен организъм за тази цел.

Очаква се мисията на “Биосентинел” да трае между 6 и 12 месеца. През това време периодично плаките с клетки ще бъдат активирани, като в тях бъде вкарвана хранителна среда. След като дрождите започнат да се размножават чрез пъпкуване, учените ще наблюдават как радиацията в междупланетното пространство влияе върху тях. Подбрани са два щама S. cerevisiae, от които единият се среща широко в природата, а при другия системата за репарация (т.е. поправка) на ДНК не работи ефективно.