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科学家欲借助纳米卫星进行地球生命试验

http://www.dayoo.com http://www.dayoo.com 2009-05-12 08:18 来源: 新浪科技 发表评论 (0)

科学家计划利用一颗小型卫星把有机化合物和活生物体样本发射到地球轨道,然后对它们进行监控。

可为天体生物学研究员提供有关早期宇宙的化学演变的重要数据

在为期6个月的任务期间,随机仪器会及时检查它们发生的化学变化是否一致,或者它们的变化是否与太阳活动有关。

  新浪科技讯 5月12日消息,据美国宇航局太空网报道,虽然人们知道外太空对生物并不友好,但是他们很难确定生命及与生命有关的化合物在太空停留多长时间会产生不利影响。科学家为了弄清这个问题,计划利用一颗小型卫星把有机化合物和活生物体样本发射到地球轨道,然后对它们进行监控。

  他们这样做的目的是为天体生物学研究员提供有关早期宇宙的化学演变的重要数据,以及让他们更深入地了解有,可能通过太空碎片从一颗行星到达另一颗行星的生命是如何幸存下来的。在地球大气层和磁场的保护范围以外,有无数粒子和高能射线正在等着勇敢的太空旅行者。它们包括重离子、质子、电子、伽马射线、X射线和紫外线。生命要想在这些地方幸存下来,它们还必须设法适应引力更小的环境。美国宇航局艾姆斯研究中心的托尼·里克说:“研究人员可以在实验室里复制其中的一些场景,但是太空中的综合辐射环境非常复杂。”

  研究人员将利用生物体/有机物暴露在轨道压力下(O/OREOS)纳米卫星(nano-satellite),试验生命和生命成分会对这种复杂的环境做出怎样的反应。里克是参与制造这颗卫星的美国宇航局艾姆斯小型微型部的一个工程小队成员。生物体/有机物暴露在轨道压力下纳米卫星将携带经过挑选的生物体和有机化合物进入太空,直接监控它们在太空里的放射物和微重力影响下,会发生什么变化。由于这颗卫星的设计非常简单,造价十分低廉,因此它可能只是即将进行的这方面的研究的一次尝试。

  实时天体生物学

  以前曾进行过跟生物体/有机物暴露在轨道压力下纳米卫星一样的太空生物学试验。但是那些实验的样本不是漂浮在一个回收舱里,例如BIOPAN试验,就是被放在国际空间站外面的平台上,例如EXPOSE设备。在进行这些实验时,样本在被太空放射物照射后,都被带回地球进行分析。然而与之相反,生物体/有机物暴露在轨道压力下纳米卫星样本不会这样做。该任务的项目经理大卫·斯奎尔说:“我们传回地球的只有数据。”

  在为期6个月的任务期间,随机仪器会及时检查它们发生的化学变化是否一致,或者它们的变化是否与太阳活动有关。跟生物体/有机物暴露在轨道压力下纳米卫星设计类似,而且飞入轨道的其他此类卫星包括查看细菌对微重力环境的反应的“基因星(GeneSat)”卫星和在5月7日发射升空,用来研究酵母在太空中的行为表现的“PharmaSat”卫星。这些实验发射的货物不会像生物体/有机物暴露在轨道压力下纳米卫星携带的有效载荷那样,完全暴露在各种各样的太空环境下。5公斤重的生物体/有机物暴露在轨道压力下纳米卫星拥有一个用三个边长都是10厘米的立方体构成的分子设计。其中一个立方体相当于“大脑”,另外两个立方体负责携带科学实验物品。

  太空里的微生物

  第一个立方体将进行试验,看一看两种类型的微生物在太空环境下会如何进行竞争。其中一种微生物是非常普通、生长很快的枯草杆菌(Bacillus subtilis),它是生物在太空生存时间最长的记录保持者,在美国宇航局的一颗卫星上存活了6年。

  另一种是生长缓慢的微生物——红皮嗜盐菌(Halorubrum),这种细菌能在各种各样的咸水环境下生存,它们也许能在火星或者木星的卫星——木卫二上的地下存活。项目科学家帕斯卡尔·艾伦芬德表示,以前研究人员曾在太空中对这两种“虫子”进行研究,因此该科研组已经粗略设想了他们希望获得的结果。最近他在乔治·华盛顿大学的太空政策研究所工作。科学家将把干燥的细菌孢子发射到太空里,然后利用营养丰富的液体,让它们在任务期间的不同时期复苏过来。

  生物体/有机物暴露在轨道压力下纳米卫星将进入海拔是650公里的低地球轨道里,到达这个高度后,它携带的样本承受的引力仅为地球引力的十万分之一。韦恩·尼克尔森表示,这种情况会对微生物如何获得食物,以及它们如何清除废物产生影响。尼克尔森是佛罗里达大学肯尼迪太空中心的科研组成员。放射物的剂量将是每天大约30拉德,这大约是地球上的普通飞机承受的放射物辐射的30000倍。科学家将通过观察新陈代谢指示器颜色的变化和光吸收总量,追踪研究这些细菌的生长率和新陈代谢情况。

  据美国宇航局艾姆斯研究中心的科研组成员洛克·曼科尼利说,为了检测这些细菌是否能适应太空生活,这两种微生物的变种也将被生物体/有机物暴露在轨道压力下纳米卫星带入太空。美国宇航局行星保护办公室和生物体/有机物暴露在轨道压力下纳米卫星项目科学卡西·考伦解释说,了解微生物在太空中的进化潜能非常重要,因为这有助于我们避免利用地球上的生物污染其他世界。

  太空分子

  第二个立方体实施的一个实验,主要是用来测量太空对4种重要的生物化合物产生的影响。分子乘客的名单包括一个氨基酸(蛋白质的组成成分)和一个多环芳香烃化合物(太空中最普遍的一种有机物)。

  这些化合物将被放置在模拟星际太空、月球、火星和外太阳系的4个不同的微小环境里。科学家将通过测量它们吸收的紫外线和可见光的数量,研究每个子样本。美国宇航局艾姆斯研究所的科研组成员理查德·奎恩说:“其中最棒的事情就是我们会每天进行测量,因此我们能首次为科学家提供大量有关有机化合物每天不断退化的信息。”

  这些分子的存活率将帮助科学家确定是否地球上的一些生物化学物质曾在太空游荡,后来被陨石送上地球。另一位来自美国宇航局艾姆斯研究所的科研组成员安迪·马特罗达表示,这些数据或许还有助于他们确定哪种分子是良好的生物指示剂,可以显露出另一个世界以前或者现在存在生命的迹象。

  纳米卫星“搭便车”

  按照计划,这颗纳米卫星将在2010年从阿拉斯加州科迪亚克岛发射升空。生物体/有机物暴露在轨道压力下纳米卫星不仅体积很小,而且还非常轻,因此它能借助发射另一艘飞船的运载火箭进入太空。这使得它的总投入仅为200万美元。

  帮助领导该工程小组的约翰·赫因说:“我们能做很多这种事情。”可能以后还有很多这种纳米卫星将被发射。2008年,美国宇航局的天体生物学和科技仪器研发项目提出了小型有效载荷倡议,以便寻找适合纳米卫星进行的快速转变科学试验,或者把这种卫星作为更大的太空飞行器的外部附件。

  该项目选中生物体/有机物暴露在轨道压力下纳米卫星进行第一次实验性飞行。美国宇航局还希望通过“机遇”号卓越任务(Stand-Alone Mission of Opportunity Notice),研发类似卫星。(孝文)

(编辑: newsroom)

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