Комментарии 39
А чем простая вода не устраивает?
Тонкий слой (можно даже в виде геля, раз влажные салфетки уже сработали) вокруг всей обитаемой зоны + убежище на случай вспышки на Солнце внутри всех запасов воды на корабле.
Только у меня возникла мысль, генномодифицировать космонавтов с грибами и пусть сами себя защищают от радиации?
А если серьёзно, ведь грибы гетеротрофны, пусть поглощают радиацию, но тогда уже грибами не зовутся. И поглощает её у них меланин, поэтому такие потенциальные космонавты уже есть, с чёрной чёрной кожей.
генномодифицировать космонавтов с грибами
Может, не надо? Горк и Морк, конечно, одобряют - но в целом идея так себе...
поэтому такие потенциальные космонавты уже есть, с чёрной чёрной кожей.
Тут надо осторожно... можно до расизма договорится)) Или наоборот - черный космос для черных! Привилегия белых должна быть уничтожена!))
свойства организмов использовать радиацию для получения энергии - никоим образом не придает им функции "защиты от радиации".
свойства биоматериала задерживать частицы связано не с биологическими процессами в нем происходящими, а с физическими свойствами материала (ну разве что грибы научатся как то влиять на проходящие сквозь их тела частицы ? - например генерировать магнитное поле? но они же типа пока так не умеют вроде?).
это 2 разных уровня процессов. как минимум, потому, что прохождение радиации через массу вещества - это фактически субатомные процессы, а биологические процессы - это биохимия сложных молекул.
и слой свинца в метр будет защищать едва ли не лучше чем 2.5 метра "грибов".
единственный плюс грибов - это самовосстановоение при поврежлении микрометеоритами, или использование местных ресурсов на другой планете. но для корабля, имхо, это странное и не эффективное решение. метр свинца и "громадная магнитная катушка" дадут лучшую и более практичную с точки зрения выведения на орбиту решение.
в общем статья странная.
отдельно общаю внимание на то, что отчет об оригинальном исследовании - статья по ссылке является препринтом, а не проверенным результатом исследования. будьте осторожны с препринтами. там могут быть методические ошибки, не верные выводы и др.
Т.е. Вы хотите сказать, что кактусы не защищают от радиации? Да не. Бред какой-то. (шутка, если что).
P.S. по статье:
1. Грибы от радиации не растут - им нужна питательная среда. Они что корпус станции будут кушать? Или с собой тащить цистерны с питательным бульоном? Так сам слой этого бульона будет защищать от радиации ровно с той же эффективностью. (а может грибы научились преобразовывать электромагнитные волны в материю? Или они строят свои тела из поглощенных α и β -частиц?)
2. Вообще-то все космические аппараты очень нет - очень тщательно стерилизуются. Любой микроорганизм в тех условиях - потенциальный мутант с непредсказуемыми последствиями.
Документальный фильм "Плесень" :
Грибы от радиации не растут - им нужна питательная среда.
Отходы жизнедеятельности людей?
Цитаты из статьи по ссылке:
Here, growth of Cladosporium sphaerospermum and its capability to attenuate ionizing radiation, was studied aboard the International Space Station (ISS) over a period of 30 days, as an analog to habitation on the surface of Mars.
Hence, In-Situ Resource Utilization (ISRU) will play an integral role to provide the required capabilities, as well as to break the supply chain from Earth and establish sustainable methods for Space exploration, because once underway there virtually is no mission-abort scenario.
Может тогда просто покрыть станцию навозом, мочей памперсами и туалетной бумагой будет достаточно? (собственно, в такой среде грибы (и не только) сами по начнут развиваться).
Лучше все же подкинуть это все в место где на марсе есть вода... и туда грибы. Через некоторое время можно будет собрать урожай, или наоборот там же жить (прозвучит двухсмысленно... но как есть т.е. ПОД ГРИБАМИ)))
Причем не всю, а только со стороны облучающего обьекта .. по простому жилой модуль поместить за всей остальной инфраструктурой, запасами воды и мусорным контейнером.
и слой свинца в метр будет защищать едва ли не лучше чем 2.5 метра "грибов".
Вроде как свинец не очень в качестве защиты космических аппаратов, даже не учитывая вес - как я понял, при попадании высокоэнергетической частицы возникает целый пучок осколков от ядер свинца, который уже накрывает космонавтов по полной. И проще использовать банальный полиэтилен - который прикроет от солнечного ветра, а межзвездные частицы пускай пролетают.
Плюс полиэтилен можно потом в качестве стройматериала для базы использовать, в отличие от грибов ;)
"как я понял, при попадании высокоэнергетической частицы возникает целый пучок осколков от ядер свинца, который уже накрывает космонавтов по полной" - я не знаю откуда у вас такая информация, (приведите источники?), но в общем случае - она не верна, если мы говорим именно про "некие особенные свойства свинца".
возможно вы придаете конкретно свинцу явление общего характера - вторичная (наведнная) радиоактивность, но это явление характерно для всех веществ и материалов . именно по этой причине в чернобыле существуют "могильники" с техникой которую попросту свезли на площадку и там бросили на ближайие пару тысяч лет (ну или сколько-то там).
"проще использовать банальный полиэтилен" - вы не прикроете полиэтиленом весь спектр излучений и все виды ионизирующих частиц. для полноценной защиты - вам нужен многослойный комплекс, - металл, полиэтилен, вода... в идеале - в купе с дополнительным магнитным полем. "вот это всё" - а не "2.5 метра грибницы".
насчет сложности вывода на орбиту свинца - это все равно будет практиченее. сравните - вывести на орбиту цилиндр с полуметровой толщиной, или цилиндр с 2.5. метровыми стенками из грибов... ? в общем не надо фантазировать. имхо.
"вот это всё" - а не "2.5 метра грибницы".
А кто говорит, что грибы прикроют всю радиацию?
сравните - вывести на орбиту цилиндр с полуметровой толщиной, или цилиндр с 2.5. метровыми стенками из грибов... ?
Грибы не надо выводить, они вырастут на месте.
Being living organisms, melanized micro-fungi self-replicate from microscopic amounts, which opens the door for ISRU through biotechnology and may allow significant savings in up-mass.
"Грибы не надо выводить, они вырастут на месте" - ну ведь я же не просто так написал в корневом комментарии что такая грибная защита если и будет где применима - то на планетах. А в вакууме, в космосе - что будет жрать эта грибница? вам надо вытащить на орбиту еще и кучу питатетельных веществ. и да, на какашках такая защита не вырастет - не практично это - космонавт не факт что протянет столько, что бы "накакать веществ" на 2.5 метра вокруг корабля.
ну и а выводить на орбиту питательтные вещества и ждать... ? практичнее вывести на орбиту такую же массу уже готовых элементов радиационной защиты.
ладно. я думаю надо прекращать обсуждение. а статью надо было выпускать на 1 апреля. поторопились.
Поменял заголовок с "Грибы как защита от радиации в космосе" на "Грибы как защита от радиации на Марсе".
Для справки, заголовок журнальной статьи:
Fungi Were Able to Absorb Radiation on the ISS. Could Astronauts Grow Their own Radiation Shields in Space?
научной (препринт):
A Self-Replicating Radiation-Shield for Human Deep-Space Exploration: Radiotrophic Fungi can Attenuate Ionizing Radiation aboard the International Space Station
Может вы укажете на ошибки в физике, а то товарищ внизу говорит, что с точки зрения физики написана несусветная чушь, но объяснять не хочет?
а я, собственно, всё пояснил. как мне кажется.
свойства биоматериала задерживать частицы связано не с биологическими процессами в нем происходящими, а с физическими свойствами материала
в частности - плотность вещества, размер атомов и пр.
в статье же фактически утверждается, что "(иносказательно) особые белки, собранные особым образом, защищают от ионизирующего излучения лучше, чем собранные "не особым" образом белки. ". а именно: там постулируется что грибы используют меланин для защиты от ионизирующего излучения. (впрочем это не доказывается).
(*для ультрафиолета это, конечно, как-то работает. но уже для ренгена - это все становится очень сомнительно.).
( ** еще надо понимать, защищают что? сам организм? например улучшать способность клетки находить ошибки в белках или в днк и исправлять их - что бы снизить вред от влияния радиации на биохимию клетки - да могут. но не более)
понимаете? для проникновения ионизирующего излучения (фотоны и чвстицы) сквозь физические преграды - не важно какая у тебя форма молекул, если плотность атомов в пространстве одинакова в обоих случаях. а как ты углерод с кислородом не пересобирай в растворе цитоплазмы клетки - плотность его не сильно изменится. особенно средняя на всю клетку.
отсюда и практическая несостоятельность такого рода защиты - промышленные материалы будут "тупо" иметь бОльшую плотность, чем клетки любого организма.
да даже найти ледяной астероид и "скомкать" из него защиту будет как то наверное быстрее и практичнее. а еще лучше - с точки зрения использования местных материалов - летать внутри каких-нибудь железно-каменных астероидов)) (не уверен)
ps: вообще, самовосстаналиваюшиеся материалы с использованием биотехнологий - тема очень интересная. например сейчас кто то прорабатывает идею бетона, который умеет самозаращивать микротрещины и таким образом сохранять свою целостность и полезные "конструктивные свойства" дольше, чем обычный бетон. но как вы понимаете, к кликбейтному "защита от радиации" это не имеет совершенно никакого отношения.
там постулируется что грибы используют меланин для защиты от ионизирующего излучения. (впрочем это не доказывается).
А зачем им это доказывать, если есть научные статьи, на которые они ссылаются:
Melanin for space travel radioprotection (платная)
A biomimetic approach to shielding from ionizing radiation: The case of melanized fungi
However, our simulations suggest a substantial effect of the spatial arrangement on the shielding performance of melanin, a pathway that could be transferred to the design of composite radiation shields.
Microbial melanin physiology under stress conditions and gamma radiation protection studies
New composites based on microbial melanin are promising shielding materials for γ-rays.
This morphological investigation provides the first direct evidence of the radioprotective properties of melanin in CN cells subjected to high RBE and high LET ionizing radiation.
We have investigated the radioprotective properties of melanin by subjecting the human pathogenic fungi Cryptococcus neoformans and Histoplasma capsulatum in their melanized and non-melanized forms to sublethal and lethal doses of radiation of up to 8 kGy. The contribution of chemical composition, free radical presence, spatial arrangement, and Compton scattering to the radioprotective properties of melanin was investigated by high-performance liquid chromatography, electron spin resonance, transmission electron microscopy, and autoradiographic techniques. Melanin protected fungi against ionizing radiation and its radioprotective properties were a function of its chemical composition, free radical quenching, and spherical spatial arrangement.
Selenomelanin: An Abiotic Selenium Analogue of Pheomelanin
We found selenomelanin effectively prevented neonatal human epidermal keratinocytes (NHEK) from G2/M phase arrest under high-dose X-ray irradiation.
вы (снова?) смешиваете 2 разных кейса -
(а) защита самого организма от последствий радиации
(б) фильтрация потока излучения
белки организма - вполне успешно могут работать в кейсе (а), потому что это биохимия и биологические процессы - такие как воспроизводство днк, рнк, контроль химических процессов происходящих в клетке, восстановление поврежденных участков днк и пр. При этом меланин присутствует по всему организму, например и в головном мозге - и что он там делает - вроде как не понятно. И если рассматривать гипотезу, что меланин участвует в процессах устранения последствий воздействия ионизирующего излучения - то он действительно должен быть распространен по всему организму. Потому что рентгеновское излучение например - пронизывает организм насквозь, и повреждает белки в клетках по всему организму.
в кейсе (б) меланин - как особый белок - работать не будет - потому что это уже физика. вернее - он способен что-то делать, то только для "мягких вариантов" - для ультрафиолета и (возможно) частично для рентгеновского излучения.
___________________________
Статья которая легла в основу вашего поста - намекает на роль меланина в кейсе "Б" ( цитата: "Было постулировано, что поглощение излучения связано с пигментом меланином. Далее выдвигается гипотеза, что это явление приводит к радиационно-защитным свойствам.").
А вы приводите статьи описывающие роль меланина в кейсе "А".
Понимаете нестыковку?
___________________________
меланин если что и может фильтровать - то только ультрафиолет и (похоже) в некоторой степени - рентгеновское излучение (что, как вы понимаете, практически не применимо для ситуации в космосе).
И опять же - в вашей же последней ссылке ("Selenomelanin: An Abiotic Selenium Analogue of Pheomelanin") говорится о гипотетическом "селеномеланине" - в котором присутствуют атомы селена. т.е. - исследователи рассуждают об изменении физических свойств - состава элементов входящих в белок.
т.е. это подтверждение именно того, о чем я и говорил:
"свойства биоматериала задерживать частицы связано не с биологическими процессами в нем происходящими, а с физическими свойствами материала " + "в частности - плотность вещества, размер атомов и пр." (да вероятно я слишком фривольно использую термин "физические свойства" - размер атомов это уже не совсем физические свойства, но суть думаю понятна).
____________________________
Меланин не может выступать как эффективное средство фильтрации от радиации в космосе (кейс Б). В силу физических свойств его самого и клетки в целом. Промышленные "не биологические" материалы куда более эффективны и практичны.
А вот как некий "секретный ингредиент " (в купе с другими элементами ), укол которого поможет космонавтам легче переносить воздействие радиации (кейс А) - это вполне может случиться.
Но это же совсем не тема статьи про грибы. Ведь да?
Статья которая легла в основу вашего поста - намекает на роль меланина в кейсе "Б" ( цитата: "Было постулировано, что поглощение излучения связано с пигментом меланином. Далее выдвигается гипотеза, что это явление приводит к радиационно-защитным свойствам.").
Ниже там идёт:
How these organisms protect themselves from radiation damage has been the subject of intense study and specifically melanin has been explored as biotechnological means for radiation shielding [32, 33].
Вот эти статьи (одна из них уже была выше):
Melanized and non-melanized Cryptococcus neoformans cells were irradiated with deuterons, alpha particles and gamma rays.
Melanized CN cells were relatively resistant to mid and max-dose levels of alpha particles and deuterons irradiation. Following irradiation the capsule was stripped, but the cell wall was intact and structural integrity was maintained.
То есть именно "фильтрация потока излучения", а не починка после.
Melanin is a ubiquitous pigment with unique physicochemical properties.
Melanin afforded protection against high-dose (1.5 kGy) deuterons for both CN (Cryptococcus neoformans) and CA (Cryomyces antarcticus) (p-values < 10−4). For X-rays (0.3 kGy), melanin protected CA (p-values < 10−4) and probably CN.
Our data show, for the first time, that melanin protected both fast-growing and slow-growing fungi from high doses of deuterons under physiological conditions.
Один из авторов (Ekaterina Dadachova) закончила физфак МГУ, можете ей написать.
меланин если что и может фильтровать - то только ультрафиолет и (похоже) в некоторой степени - рентгеновское излучение (что, как вы понимаете, практически не применимо для ситуации в космосе).
Не понял, почему не применимо. И мы говорим про Марс.
Microbial melanins for radioprotection and bioremediation
However, the primary and higher-order structure of melanins translates into a combination of physicochemical properties uncommon in nature that includes: broad optical absorption and interaction with ionizing radiation, powerful antioxidant activity and binding affinity to a broad range of chemical compounds.
Melanin's broad absorption of electromagnetic energy combined with adsorption of radiation energy and chemicals respectively, make melanin-producing microorganisms particularly useful for radioprotection and bioremediation processes
Melanin mediates radioprotection by both (i) absorbing radiation energy and dissipating it in the form of heat while limiting the generation of ROS and/or by (ii) trapping and neutralizing the free radicals or ROS generated by the ionization of molecules
A fungal melanin suspension isolated from Cryptococcus neoformans is capable of shielding X-rays at a level similar to lead and two times more than charcoal
Меланин не может выступать как эффективное средство фильтрации от радиации в космосе (кейс Б).
Mars: new insights and unresolved questions
The advantage that melanin presence confers on fungi is based, first of all, on its ability to act as a physical shield, reducing the relative biological effectiveness of ionizing radiation and reducing its potential for damaging living cells. Secondly, melanin protects the organism further by ‘scavenging’ reactive oxygen species generated by ionizing radiation (reviewed in Malo and Dadachova (2019)). Thirdly, melanin can convert solar radiation to heat.
меланин - как особый белок - работать не будет - потому что это уже физика.
И ещё: меланин - это не белок, а пигмент.
Повспоминал, откуда это у меня в нейронных связях, поискал - вот упоминание про проблемы при защите с помощью тяжелых элементов. Не факт, что первоисточник, и что это истина - но выглядит логично.
Когда такая частица сталкивается, например, с атомом свинца радиационной защиты — она просто разрывает его в клочья. Осколки также будут иметь гигантскую энергию, и также будут разрывать в клочья все на своём пути. В конечном итоге — чем толще защита из тяжелых элементов — тем больше осколков и вторичной радиации мы получим. Свинцом можно сильно ослабить только относительно мягкую радиацию земных ядерных реакторов.
Аналогичным эффектом обладает и гамма-излучение высоких энергий — оно также способно разрывать тяжелые атомы в клочья за счет фотоядерной реакции.
Из-за всех этих проблем радиационную защиту из тяжелых элементов, как на земле — в космосе не используют. Используют защиту большей частью состоящую из алюминия, водорода (из различных полиэтиленов и проч), т.к. его разбить можно только на субатомные частицы — а это намного сложнее, и такая защита генерирует меньше вторичной радиации.
PS: Посмотрел учебник Беспалова - "Лекции по радиационной защите", в принципе - похоже на правду.
«как я понял, при попадании высокоэнергетической частицы возникает целый пучок осколков от ядер свинца, который уже накрывает космонавтов по полной» — я не знаю откуда у вас такая информация, (приведите источники?), но в общем случае — она не верна, если мы говорим именно про «некие особенные свойства свинца».Эта информация вполне верна, протоны и нейроны с довольно высокой вероятностью вступают в ядерные реакции с тяжелыми элементами, образуя довольно много вторичных частиц. Не знаю, как насчет биологических последствий, а с точки зрения влияния на электронику эффект хорошо изучен и, безусловно, очень вреден. Защита чипов из тяжелых элементов все равно применяется, потому что полную поглощенную дозу она снижает, но против воздействия вторичных частиц приходится применять дополнительные меры.
свойства организмов использовать радиацию для получения энергии - никоим образом не придает им функции "защиты от радиации".
Открытое явление может быть использовано для защиты здоровых тканей от ионизирующей радиации при радиотерапии.
Melanins are a family of naturally-occurring ancient pigments with radio-protective properties that are generally dark brown/black. It is important to note that melanin has a high molecular weight. This pigment can transduce and shield energy, therefore it can absorb electromagnetic radiation and absorb light. This quality means that melanin can protect melanized fungi from ionizing radiation.
А вы статью по ссылке прочитали?
А может логичнее использовать не сами грибы, а синтезировать из них вещество, которое будет поглощать радиацию? Тогда вместо 3 метров, понадобится например 1, или ещё меньше
Towards a Biomanufactory on Mars
A crewed mission to and from Mars may include an exciting array of enabling biotechnologies that leverage inherent mass, power, and volume advantages over traditional abiotic approaches. In this perspective, we articulate the scientific and engineering goals and constraints, along with example systems, that guide the design of a surface biomanufactory. Extending past arguments for exploiting stand-alone elements of biology, we argue for an integrated biomanufacturing plant replete with modules for microbial in situ resource utilization, production, and recycling of food, pharmaceuticals, and biomaterials required for sustaining future intrepid astronauts. We also discuss aspirational technology trends in each of these target areas in the context of human and robotic exploration missions.
Прикольно, перевод скопировали (со старым названием):
https://prorabbit.ru/griby-kak-zashhita-ot-radiacii-v-kosmose/
Другие (ненаучные) статьи на эту тему:
Hi-News.ru: Ученые предложили защищать астронавтов от радиации при помощи грибов
КП: Грибы из Чернобыля помогут первым колонистам выжить на Марсе
История прогресса: Грибы из Чернобыля помогут человечеству колонизировать Луну и Марс
Профиль: https://profile.ru/news/scitech/novosti-nauki-so-vsego-mira-14-noyabrya-959021/
ИА Красная Весна: Исследователи вырастили грибную защиту от радиации в космосе
Получил удовольствие от прочтения. Хороший перевод и все научно.
Грибы как защита от радиации на Марсе