Некоторые виды бактерий, которым устроили дом в космосе, начали процветать. Один из видов, Bacillus safensis, чувствует себя лучше в условиях микрогравитации на Международной космической станции, чем на Земле. Исследование проводилось в рамках проекта MECCURI, обычные граждане и микробиологи собирали образцы микробов в окружающей среде и посылали их на МКС, чтобы посмотреть, как те будут расти.

На этой неделе в PeerJ были опубликованы результаты, которые не только вызвали дискуссию о влиянии созданных людьми космических условий на микробные сообщества, но и о том, как жизнь могла бы теоретически перемещаться между планетами во время космических путешествий.

Космические микробы

Примечательную устойчивость бактерии в космосе демонстрировали и ранее, когда микробы выжили после размещения за пределами космической станции.

Проект MECCURI изучал то, как образцы бактерий будут жить внутри самой космической станции.

«Теплая, влажная, богатая кислородом среда МКС не похожа на космический вакуум», говорит доктор Дэвид Койл из Калифорнийского университета, микробиолог и ведущий автор исследования.

Что примечательно, выяснилось, что подавляющее большинство 48 штаммов бактерий росли со скоростью, близкой к земной. Но Bacillus safensis росла на 60% лучше в космосе. B. safensis не привыкать к космическим путешествиям — она уже путешествовала автостопом с марсоходами «Оппортьюнити» и «Спирит».

Койл рассказал, что самым важным оказался факт того, что поведение большинства бактерий в космосе было чрезвычайно похожим на земное. А поведение микробов в условиях микрогравитации будет иметь решающее значение для долгосрочного планирования пилотируемых космических полетов.

«Этот проект увеличивает число видов, которые необходимо исследовать, и открывает перспективы», говорит Койл.

Проектирование околокосмических экспериментов

Проектирование экспериментов по изучению бактерий в космосе представляет микробиологам несколько проблем, от задержек ракетных запусков до изучения языка ракетных инженеров. Одной из проблем ученых стала их неспособность использовать традиционные методы выращивания микробов. Жидкая среда для роста представляет риск в микрогравитации, и ученым вместо этого нужно было разработать особу твердую среду на пластинках, чтобы сделать эксперимент удобным для космоса.

И хотя B. safensis действительно лучше росла в микрогравитации, остается загадкой, почему ее поведение отличалось от земного. Койл надеется, что секвенирование генома бактерии может обеспечить разгадку. Он бы хотел подключить еще кого-нибудь к изучению результатов эксперимента.

Важность гражданской науки

Доцент Джонти Хорнер, астроном Университета Южного Квинсленда, говорит, что это исследование имеет оттенки теории «панспермии», согласно которой жизнь может переноситься между планетами естественным путем, например, во время поездок на астероидах или кометах.

«Бактерии чрезвычайно стойкие, и не будет сюрпризом, если они смогут выживать в космосе. Что интересно, так это что происходит с ними внутри МКС, в человеческой среде», рассказал Хорнер. «Нам нужно понять это, чтобы убедиться, что мы случайно не загрязняем планеты вроде Марса, а также узнать, насколько живучи бактерии в космосе и могут ли они переживать межпланетные путешествия».

Фехтование – это сложнейшая система приёмов владения ручным холодным оружием, которая из практической области применения постепенно перекочевала в мир большого спорта. Фехтование впервые было включено в Олимпийские игры в 1896 году и с тех пор является неотъемлемой частью этих международных соревнований. Японское креативное агентство Dentsu Lab решило популяризовать этот вид спорта среди азиатской молодёжи, для чего создало завораживающее видео, полное впечатляющих визуальных эффектов. Видео получило название More Enjoy Fencing.

К созданию этого видео был привлечён талантливейший японский фехтовальщик Юки Ота, который является медалистом Олимпийских игр, а также победителем Чемпионата мира по фехтованию. Видео не только изображает этот спорт с наиболее красивой точки зрения, но параллельно объясняет зрителям (на японском языке, разумеется) общие правила ведения боя, различные тонкости и нюансы современного фехтования. Даже не понимая ни слова по-японски, вас наверняка впечатлит то, что вы увидите.

Получилось довольно сюрреалистичное изображение реальности, вы не находите? Но, может быть, именно такой подход привлечёт к этому виду спорта внимание японской молодёжи. Кто знает, что ещё придумают кудесники из Dentsu Lab. В конце концов, смесь спорта и высоких технологий – это не так уж и плохо. Как вы считаете?

Ученые пытаются разгадать странную природу поведения квантовых частиц и с этой целью обратились к хитроумному программному обеспечению, чтобы оно придумывало немыслимые эксперименты. Квантовая физика бросает вызов человеческой интуиции — даже интуиции физика Марио Кренна из Венского университета. Ее противоречивое свойство усложняет задачу ученых придумывать эксперименты, которые способствуют исследованиям этой области. Но теперь, чтобы избежать подводных камней интуиции, Кренн и его коллеги разработали компьютерную программу, которая автоматически создает новые квантовые эксперименты, до которых сами физики додуматься не смогли бы.

Поведение всех известных частиц можно объяснить квантовой физики. Одной из главных особенностей этой ветви физики является то, что мир становится зыбким, причудливым местом на самых мельчайших уровнях. Например, атомы и другие базовые строительные блоки Вселенной могут существовать в состоянии суперпозиции, находиться в двух или более местах одновременно или одновременно вращаться в противоположных направлениях. А явление квантовой запутанности позволяет соединить два или более объекта так, что поведение одного будет мгновенно отражаться на другом, как бы далеко они друг от друга во Вселенной ни находились.

Ирреальный характер квантовой физики сложно постичь даже ученым. Самая известная аналогия суперпозиции, кот Шредингера, который одновременно и жив и мертв, была придумала физиком Эрвином Шредингером, чтобы подчеркнуть абсурдность концепции суперпозиции, а не популяризовать ее. Кроме того, сам Эйнштейн был против идеи запутанности, называя ее «жутким действием на расстоянии». И все же многочисленные эксперименты подтверждали странные явления квантовой физики снова и снова — к примеру, советник Кренна Антон Цейлингер помог установить нынешний рекорд дистанции запутанности в 144 километра, от Ла-Пальма до Тенерифе на Канарских островах.

Кренн и его коллеги столкнулись с проблемой создания сложной формы запутанности, где три объекта разделяют три свойства. Спустя недели попыток создать так называемое состояние Гринбергера — Хорна — Цейлингера, Кренн сказал, что понял: его интуиция не работает, поэтому «может сработать более радикальный подход».

Ответом стала программа Кренна под названием MELVIN. Программное обеспечение берет строительные блоки квантовых экспериментов — зеркала и голограммы — и виртуально расставляет эти элементы, чтобы найти неинтуитивные конфигурации, которые помогут ученым достичь своих целей, вроде особого квантового состояния. Как только она находит рабочий результат, она автоматически упрощает дизайн и отправляет ученым. «Я запустил программу вечером и к следующему утру, после нескольких сотен тысяч разных попыток, она нашла одно правильное решение, — говорит Кренн о первом использовании MELVIN. — Как вы понимаете, это был день, полный восторга». Ученые подробно описали свою работу в Physical Review Letters.

В другом испытании «Мелвина» ученые выяснили, что программа может брать наборы запутанных частиц и изменять их так, что они циклически меняются свойствами вроде поляризации между собой. Такие циклические операции могли бы помочь в создании невзламываемой квантовой криптографии, одного из важнейших потенциальных будущих применений суперпозиции и запутанности.

Ученые добавили, что MELVIN пришел к неожиданным решениям, до которых они сами не додумались бы. К примеру, 50 из 51 экспериментов, разработанных программой для создания состояния ГХЦ, включали направление запутанного светового пучка прямо на детектор, который не взаимодействовал с другими пучками и компонентами эксперимента. «Я до сих пор с трудом понимаю конечное решение, хотя идеально могу его просчитать», говорит Кренн.

MELVIN начинает со случайной перетасовки компонентов, но «учится на собственном опыте», говорит Кренн. «Это означает, что если он нашел одно хорошее решение, он сохраняет хорошее решение и может использовать его для грядущих экспериментов. Это ускоряет его работу в несколько раз».

Николя Гизин, физик Женевского университета, отвечая на вопрос о пользе или бесполезности результатов MELVIN, сказал, что «не впечатлен». И выразил уверенность, что работа ученых вызовет кучу споров.

А вот квантовый физик Сет Ллойд из Массачусетского технологического института, который тоже не принимал участия в исследовании, считает MELVIN хорошей идеей. «Действительно, странная природа квантовой механики затрудняет генерацию идей для экспериментов», говорит Ллойд. Тем не менее он тоже не считает MELVIN каким-то прорывом, указывая на то, что ученые давно используют компьютеры для имитации свойств лекарств и других молекул перед их производством. Но этот метод обладает потенциалом помочь в создании сложных квантовых состояний. «Было бы замечательно найти новые состояния с совершенно неожиданными свойствами».

В этом мире, среди прочих, есть одна большая и смелая идея. На первый взгляд, она кажется немного… того. Компания под названием Bigelow Aerospace хочет строить космические станции для правительства и гостиницы для частных клиентов, которые будет надувать как воздушные шары по выходу в космическое пространство. Надувные здания Bigelow могут произвести революцию в сфере космических полетов, обеспечив нам легкие, просторные места для жизни в космосе. Но остается большой вопрос: кто захочет жить в воздушном шаре в космосе?

Именно это NASA и хочет выяснить, подписывая контракт на 17,8 миллиона долларов с Bigelow. Уже 8 апреля надувной модуль отправится в багажнике космического аппарата SpaceX Dragon. Космическое агентство согласилось прикрепить испытательный модуль к Международной космической станции, надуть его и за два года выяснить, сможет ли это сооружение работать в космосе. Экипаж жить в нем не будет — пока надувные здания не проверят, это будет слишком рискованно. Но если модули выстрелят, NASA, конечно, вложит в технологию еще денег.

Космическое агентство заявило, что хочет использовать космическую станцию как платформу для развития технологий, которые обеспечат развитие освоения глубокого космоса и, возможно, снизят его стоимость. «Это большой шаг для нас, поскольку надувные конструкции могут неслабо помочь нам в нашем продвижении глубже в космос», объяснил Марк Гейер, замдиректора Космического центра им. Джонсона, во время недавней встречи консультативного совета NASA.

Крупный шанс

Bigelow уверена, что ее технология сработает. В одном из интервью Майк Голд, директор по операциям и развитию бизнеса Bigelow, заявил, что компания же запустила два автономных испытательных модуля Genesis 1 и 2, в 2006 и 2007 годах, и те до сих пор летают. Основатель компании, Роберт Бигелоу, сделал свое состояние на недвижимости и гостиничном бизнесе. Он хотел открыть серию отелей в космосе еще когда только начинал Bigelow Aerospace в 1999 году.

Но остается проблема транспорта. Десять лет назад, отправляя модули Genesis, Бигелоу думал, что частные космические корабли появятся намного раньше, снизив стоимость вывода людей на низкую околоземную орбиту и на порог его отелей. Но коммерческий транспорт для перевозки экипажа, разрабатываемый Boeing и SpaceX, будет готов не раньше конца 2017 года, и это в лучшем случае. «Мы столкнулись с проблемой того, что наш прогресс обогнал прогресс в сфере частных перевозок людей», говорит Голд.

Компании нужно было что-то делать, между прочим, и она обратилась к NASA и разработала Bigelow Expandable Activity Module (расширяемый модуль активности Bigelow), или BEAM. Перед Bigelow выпал шанс еще более отточить свои системы, а перед NASA — опробовать многообещающую, но непроверенную технологию. NASA исследует модуль, проверит, как он противостоит радиации космоса, измерит его термальные свойства и проверит другие параметры вроде шума.

Если все пойдет хорошо, NASA позволит астронавтам войти внутрь. «Когда астронавт впервые войдет в жилище Bigelow, это станет важным моментом для компании», говорит Голд.

В январе компания уволила от 30 до 50 сотрудников, которых было 150. Журналистам Бигелоу сказал, что штат компании стал слишком раздут.

Раздутые преимущества

Несмотря на увольнения, технология компании остается многообещающей. Размер и вес — два самых крупных препятствия на пути вывода вещей в космос. NASA потребовались десятки дорогостоящих космических шаттлов, чтобы собрать Международную космическую станцию по частям. Не имея жесткой конструкции, надувные жилища могут быть сложены внутри небольшого ракетного обтекателя. Оказавшись в космосе, они расправятся и образуют внушительного объема конструкции. И не забываем про существенную экономию массы.

Что касается радиации, Голд говорит, что надувные домики Bigelow должны быть хороши и в этом плане. Или даже лучше, чем космическая станция, в плане сдерживания излучения. В отличие от металлической оболочки станции, которая рассеивает излучение от солнечных вспышек, неметаллическое покрытие расширяемых модулей должно снизить этот эффект рассеяния.

Есть еще космический мусор. «Основное беспокойство, о котором я слышу, звучит так: это воздушный шарик, а если он лопнет? — говорит Голд. — Но все наоборот». Расширяемая почти кевларовая пряжа должна быть не менее качественной в плане защиты от космического мусора, чем алюминиевый корпус станции, говорит Голд. Из-за этого похожего на ткань материала, Голд также отмечает, что BEAM должно быть более спокойным и тихим жилищем, чем знаменитый своим шумом интерьер станции.

И хотя Bigelow продолжает работу над BEAM, есть у нее и другой козырь в рукаве — модуль B330. Называется он так из-за того, что предлагает 330 кубометров внутреннего пространства. Для сравнения: космическая станция располагает 425 метрами обитаемого объема.

Бигелоу утверждает, что этот модуль может удовлетворить его амбиции по космическому отелю, но также может использоваться для разного рода космических мероприятий. NASA может расправить такой модуль в качестве космической станции близ Луны или даже на Луне, слегка улучшив. В прошлом июле космическое агентство подписало «вперед идущее» соглашение с Bigelow на изучение возможности использования модуля B330 для освоения глубокого космоса.

Что ж, возможно, мы снова увидим, как воздушные шары берут неприступные высоты в очередной раз. Более двух веков назад люди впервые использовали воздушные шары с горячим воздухом, чтобы сбросить кандалы, приковывающие их к земле. Сегодня Bigelow делает ставку, что технически воздушный шар позволит нам снова бросить вызов гравитации — и на этот раз мы сбежим с Земли в глубокий космос.

Как вы уже знаете, вчера стартовали продажи первого (из трёх наиболее ожидаемых в этом году) шлема виртуальной реальности Oculus Rift. И пока в головном офисе Facebook празднуют начало новой эры развлечений, разработчики гарнитуры даже не думают почивать на лаврах. Каждый покупатель гаджета совершенно бесплатно получит в комплекте с ним две игры: мультяшный платформер Lucky’s Tale и космический шутер EVE: Valkyrie (если вы оформляли предзаказ на гарнитуру). Но сегодня была анонсирована ещё одна бесплатная игра. Ею стала удивительно красивая адвенчура Farlands.

Farlands – это игра-путешествие, игра-приключение, в которой игрок переносится на далёкую планету, населённую удивительными существами. Разумеется, инопланетный мир, представленный в игре, далёк от того, что мы видим, скажем, на фотографиях, получаемых с марсохода Curiosity. Но, думаю, что вы со мной согласитесь: подобное путешествие выглядит по крайней мере любопытно. А уж учитывая, что игра разрабатывалась на движке Unreal Engine 4, и вовсе делает её похожей на красочный мультфильм студии Pixar.

Игрок неспешно путешествует по чужой планете, разглядывает фантастические пейзажи, и открывает для себя всё новые формы инопланетной флоры и фауны. Фауна в игре представлена различными насекомыми, рыбами, а также вполне разумными живыми существами, с которыми игрок сможет общаться в той или иной мере. Каждый новый день в игре принесёт игрокам множество новых открытий и возможностей, так что Farlands – это совершенно точно развлечение не на десять минут. А самое приятное во всей этой истории то, что игру можно совершенно бесплатно скачать уже прямо сейчас.

Сейчас Церера — холодный, мертвый мир. Но таким она была не всегда, и по мере того, как ученые глубже погружаются в данные, собранные космическим аппаратом Dawn, они продолжают находить интригующие намеки на гигантский подповерхностный океан, который был у Цереры на заре Солнечной системы. Они также нашли ряд особенностей на поверхности Цереры, которые объяснить пока не могут, что еще больше подогревает интерес к эволюции карликовой планеты.

Будучи крупнейшим объектом в поясе астероидов диаметром в 950 километров, Церера размером с небольшое европейское государство. В прошлый вторник ученые подробно обсудили планету в затемненном конференц-зале на конференции, посвященной лунной и планетарной наукам, в Те-Вудлендсе, к северу от Хьюстона, США. И в этой темноте загадочные яркие пятна в кратере Оккатор и другие части небольшого мира засияли особенно ярко.

Когда космический аппарат Dawn подошел к Церере в 2015 году, он выявил большое яркое пятно в кратере Оккатор, но когда пролетел в 400 километрах от поверхности Цереры и сделал глобальную карту с разрешением в 35 метров на пиксель, ученые нашли множество ярких пятен в этом кратере, образованных, вероятнее всего, отложениями соли. Но самой яркое пятно в центре осталось самым интересным.

Эта яркая область в диаметре порядка 10 километров, объясняет Кэрол Рэймонд, ученый Лаборатории реактивного движения NASA, заместитель главного исследователя миссии Dawn. Она ярче других пятен в кратере Оккатор примерно в два раза. В центре пятна возвышается многоцветный купол с концентрическими разломами, которые расходятся от него, свидетельствуя о недавней активности.

«Похоже на то, что материалы вышли из-под земли и оказались в центральной точке, — говорит он. — Но какой процесс вытащил эти материалы на поверхность?».

Ученые хотели бы это выяснить. Есть и другие необъяснимые элементы. Некоторые кратеры имеют синеватый оттенок, другие — ямы, которые вряд ли были образованы падениями астероидов из пояса астероидов, а скорее являются местами выпаривания водяного льда. Один кратер, Хаулани, имеет небольшой горный кряж в центре. В некоторых местах на поверхности Цереры можно найти плавучие особенности, вызванные, скорее всего, потерей массы. И есть гора Ахуна, которая поднимается на 5 километров над поверхностью с практически плоскими стенами, вопреки ожиданиям. «Очевидно, нам предстоит немало работы, чтобы собрать все это в одну цельную историю», говорит Рэймонд.

Цельная история?

Еще до того, как Цереру посетил Dawn, ученые считали, что карликовая планета была океаническим миром во времена юной Солнечной системы, когда та была горячее. Но сейчас, в отличие от других океанических миров Солнечной системы, вроде Европы с ее внутренним приливным теплом, у Цереры нет постоянного источника тепла. Так что со временем мир замерзал, сначала снаружи, потом внутри.

В некотором смысле у Dawn была детективная задача выяснить, что произошло, какие условия могли быть в те времена и может ли Церера поддерживать жизнь под своей поверхностью. Отложения соли на поверхности обеспечивают одну важную подсказку. Они вполне могут быть остатками замерзшего океана — соль осталась от соленых потоков, когда океан вымерз.

Но некоторые особенности современной Цереры, включая самое яркое пятно в кратере Оккатор, показывают, что мир остается геологически активным. Кратеру где-то 80 миллионов лет, говорит Рэймонд, но яркий материал в его сердце никуда не девается. Не так-то просто удержать нечто настолько яркое на безвоздушной планетарной поверхности в течение длительного времени.

Как объяснить сохранение ярких материалов? Должен быть какой-то процесс, связанный с энергией и теплом от падений астероидов, который собирает гидраты соли, внутренний водяной лед и породу в нечто вроде криомагмы. Но как и в случае с невероятными особенностями, которые зонд «Новые горизонты» обнаружил на Плутоне, ученые только начинают понимать экзотическое поведение льдов при очень и очень низких температурах.

Нейтронный детектор

Ученые надеются получить ответы на некоторые вопросы о возможности существования подповерхностного льда с помощью гамма-лучевого и нейтронного детектора, перевозимого космическим аппаратом Dawn. Этот инструмент мог собирать данные лишь в течение последних трех месяцев, когда Dawn пошел на сближение с планетой, говорит Томас Преттиман, ученый Института планетарной науки, исследователь миссии Dawn.

Процесс примерно такой: галактические космические лучи падают на поверхность случайно с течением времени, по несколько частиц поражает каждый кубический сантиметр поверхности ежесекундно. Иногда эти частицы высокой энергии поражают ядро атома, разбивая его на части. Иногда нейтроны от этих ударов врезаются в ядро атома водорода. Эти столкновения порождают характерные гамма-лучи, говорит Преттиман.

Dawn везет детектор гамма-лучей, чтобы исследовать результат этого попадания космических лучей на поверхность Цереры. Используя гамма-лучевую спектроскопию, инструмент может начать определять состав верхнего метра почвы поверхности Цереры. И это прекрасные данные.

К сожалению, анализ данных только начался, и весьма трудно выявить химический состав по нейтронам и гамма-лучам. Но пока что анализ показал меньше нейтронов возле полюсов Цереры, чем на экваторе, что говорит о повышенной концентрации водорода вблизи полюсов. Это может также указывать на присутствие подповерхностного льда. Дополнительные данные должны позволить исследователям полностью проверить гипотезу о том, что Церера некогда хранила водяной океан.

Общее состояние здоровья космического аппарата остается хорошим, говорит Рэймонд, и работает он весьма хорошо с двумя маховиками и гидразиновыми двигателями. Даже если маховики сломаются, аппарат сможет собрать все необходимые ученым данные и закончить основную миссию к августу. Если маховики будут работать, инструмент будет собирать данные еще год.

И тогда ученые точно получат всю информацию. Что касается следующего шага, было бы прекрасно приземлиться на Цереру, считает Рэймонд.