В проекте предлагается проведение лабораторного моделирования комплексного воздействия космических факторов (вакуум, низкие температуры, высокие дозы облучения ионизирующей радиацией) на устойчивость потенциальных биомаркеров в поверхностных слоях Марса и ледяных тел (Европа, Энцелад, кометы и т.д.). Основное внимание будет уделено воздействию экстремально больших доз облучения протонами и электронами высоких энергий в широком диапазоне от 0,1Мрад до 1 Град. Планируется впервые оценить время жизнеспособности микробных систем, клеток, биогенных молекул, - в естественной минеральной среде при моделировании основных параметров физических условий поверхностных слоев Марса и ледяных тел, выявить основной фактор лимитирующий поддержание биологических форм земного типа в инопланетной среде. На основании анализа устойчивости к совокупному воздействию физических факторов планируется обосновать выбор перспективных целевых биомаркеров для астробиологического поиска в будущих автоматических космических миссиях к этим объектам Солнечной системы. Предполагается рассчитать дозы радиации в грунте Марса с учетом глубины при вариациях массы его атмосферы, солнечной активности, сверхмощных солнечных и Галактических событий.
Ожидаемые результаты
Будут получены данные сравнительной устойчивости биомаркеров: ферментов, липидов, микроорганизмов, а также естественных микробных экосистем земного типа к воздействию различных компонентов космического излучения (электроны, протоны) дозами 100 крад - 1 Град и более в условиях комплексного воздействия космических факторов (низкая температура, вакуум). В работе будет изучено изменение физиологического состояния и биохимической активности микробных сообществ и устойчивых доминирующих бактериальных популяций при воздействии возрастающей нагрузки экстремальных космических факторов, определены наиболее устойчивые микроорганизмы. Предполагается, что будет выяснен предел устойчивости клеток и биологических молекул в различных средах в моделируемых космических условиях. Будут проведены расчеты доз радиации аккумулируемых за длительный период времени в поверхностном слое марсианского грунта при облучении галактическими и солнечными космическими лучами для различных моделей эволюции атмосферы Марса. Моделирование будет включать возможный вклад сверхмощных солнечных и Галактических событий и столкновений Солнечной системы с плотными мжзвездными облаками. Для Европы и Ганимеда будут проведены расчеты с учетом интенсивных потоков высокоэнергичных частиц в магнитосфере Юпитера. Это позволит оценить типы и длительность существования биомаркеров в верхних слоях грунта Марса и ледяных спутников планет гигантов, в первую очередь, Европе, а также рассчитать потенциальную длительность сохранения клеток и/или биомаркеров в космической среде в составе малых тел, в частности, марсианских метеоритов. Получение такого рода данных необходимо для планирования автоматических космических миссий, решающих астробиологические задачи, развития стратегии астробиологических исследований в Солнечной системе. Будут идентифицированы наиболее устойчивые микроорганизмы, как в естественном грунте, так и культуры штаммов-изолятов, исследованы их физиолого-биохимические свойства и их зависимость от воздействия радиации, определены перспективы использования сверхустойчивых штаммов. Кроме того, результаты исследований послужат базовой информацией для создания научно-обоснованной концепции терраформирования космических тел и создания населенных космических баз, корректировки протоколов космического карантина.
