Lebewesen, die durch Weltraumstrahlung nicht getötet werden können, werden durch den Menschen ausgerottet

Am 22. Februar 2019 blickten Hunderttausende Israelis in die Ferne.

Ihre Mondsonde Beresheet steht kurz vor der Landung auf dem Mond. Wenn dies gelingt, wird Israel nach den USA, der Sowjetunion und China das vierte Land sein, dem eine weiche Landung auf dem Mond gelingt. Es handelt sich um die weltweit erste privat finanzierte Mondlandefähre und wird von der israelischen Non-Profit-Organisation SpaceIL und Israel Aerospace Industries (IAI) betrieben. Darüber hinaus ist es auch das kleinste und billigste Raumfahrzeug, das jemals eine Mondmission durchgeführt hat.

Zunächst lief alles ganz reibungslos. Doch nur zehn Minuten vor der geplanten Landezeit kam es zu einer Reihe technischer Störungen. Das erste war ein Problem mit dem Sternentracker auf Beresheet, das die Ingenieure daran hinderte, seine Ausrichtung im Weltraum zu bestimmen. Zweitens kam es während der Mission aus unerklärlichen Gründen immer wieder zu Neustarts des einzigen Computers an Bord dieser „erschwinglichen“ Landesonde. Schließlich stürzte Beresheet beim Neustart und der Landung mit einer Geschwindigkeit von über 3.000 km/h auf dem Mond.

Alle setzten große Hoffnungen in Genesis. Sie haben sogar eine „Mondbibliothek“ auf der Landesonde installiert, die aus 25 Schichten 40 Mikrometer dicker Nickelfolie besteht und voller menschlicher Zivilisation steckt. Die ersten vier Schichten bestehen aus Nanolithografie-Technologie, um Mikrobilder von 30 Millionen Seiten Dokumenten und Fotos zu ätzen; Die letzten 21 Schichten sind CD-Master, die mehr als 100 GB komprimierte Dateien speichern. Die Lunar Library ist Teil der Arch Mission Foundation, einer gemeinnützigen Organisation, die sich der Einrichtung mehrerer Speicher menschlichen Wissens im Sonnensystem und seiner Umgebung widmet.

Mondbibliothek. Bildnachweis: Arch Mission Foundation

Zu diesem Zeitpunkt wussten die frustrierten SpaceIL-Mitglieder noch nicht, dass der Gründer der Stiftung, Nova Spivack, nur wenige Wochen bevor die Ark Mission Foundation ihnen die „Mondbibliothek“ übergab, plötzlich entschieden hatte, dass der „Mondbibliothek“ unbedingt einige DNA-Proben hinzugefügt werden müssten.

Inspiriert von der Tatsache, dass die Natur Harz zur Herstellung von Bernstein verwendet, um die Lebewesen der Erde vor Hunderten von Millionen Jahren zu konservieren, beschlossen Wissenschaftler und Ingenieure der Ark Mission Foundation, Epoxidharz zur Herstellung von „künstlichem Bernstein“ zu verwenden. Sie mischten Haarfollikel und Blutproben von Spivak und 24 anderen Personen sowie biologische Proben von heiligen Stätten (wie dem Bodhi-Baum in Indien) und dehydrierte Bärtierchen in Harz, fügten es dünn zwischen jede Schicht Nickelfolie hinzu und streuten Tausende dehydrierter Bärtierchen auf das Hochtemperatur-Isolierband, mit dem die „Mondbibliothek“ umwickelt war.

Diese Bärtierchen landeten also mit der abgestürzten Genesis auf dem Mond. Wie wir alle wissen, sind Bärtierchen Lebewesen mit extrem starken Überlebensfähigkeiten. Sie halten nicht nur Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt (-273 °C) und Temperaturen von bis zu 151 °C stand, sondern können auch unter extremen Umweltbedingungen wie Vakuum und Strahlung überleben. Spivak sagt lässig, dass diese Bärtierchen „nichts weiter als eine poetische ‚Signatur‘ der Erde“ seien. Doch die Menschen befürchten immer noch, dass der Mond, auf dem es kein Leben gibt, von diesem „stärksten Lebewesen der Erde“ verschmutzt werden könnte.

Den Fotos des US-amerikanischen Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) zufolge hat die abgestürzte Genesis direkt ein Loch in die Mondoberfläche geschlagen. Obwohl Wissenschaftler schon lange wissen , dass Bärtierchen einem hydrostatischen Druck von bis zu 7,5 GPa standhalten können , fielen sie dieses Mal mit der Landesonde aus der Luft. Im Moment des Aufpralls auf der Mondoberfläche waren die Bärtierchen einem extrem hohen Stoßdruck ausgesetzt. Kann es wirklich überleben?

Fotos der Mondoberfläche an den entsprechenden Orten vor und nach dem Genesis-Absturz. Bildnachweis: NASA

Lass die Bärtierchen eine Weile fliegen

Mit dieser Frage im Hinterkopf begann ein Team der University of Kent in Großbritannien mit Experimenten, um zu untersuchen, ob Bärtierchen solchen Einschlägen hoher Intensität standhalten könnten. Sie planen, mit Luftgewehren Kugeln in den Sand zu schießen und so auf der Genesis den Anblick von Bärtierchen zu simulieren, die auf dem Mond aufschlagen.

Allerdings verwendeten die Forscher nicht die Luftpistole oder das Luftgewehr, die wir bei Sportwettkämpfen kennen, sondern ein spezielles leichtes Zweistufen-Luftgewehr. Die Geschwindigkeit gewöhnlicher Luftgewehrgeschosse überschreitet normalerweise nicht 500 Meter pro Sekunde, aber die Schussgeschwindigkeit dieses zweistufigen leichten Luftgewehrs der University of Kent kann zwischen 0,3 Kilometern pro Sekunde und 7,5 Kilometern pro Sekunde eingestellt werden.

Um die Umgebungen verschiedener Himmelskörper im Universum zu simulieren, können Forscher das Ziel der Kugel auch mit flüssigem Stickstoff auf 100 K (ca. -173 °C) abkühlen oder auf 1000 K (ca. 727 °C) erhitzen. Die Verwendung eines derart fortschrittlichen Luftgewehrs zum Abschießen eines Bärtierchens, das nicht länger als einen Millimeter ist, kann man wirklich so betrachten, als würde man „mit einer Kanone auf eine Mücke schießen“. Natürlich sind solche hochentwickelten Geräte schwierig zu bedienen und können höchstens zwei Schüsse pro Tag abfeuern.

Ein zweistufiges leichtes Luftgewehr der University of Kent. Bildquelle: Originalarbeit

Als nächstes betritt das Bärtierchen die „Magnetkammer“. Die Forscher fütterten die Bärtierchen zunächst vorsichtig mit Mineralwasser und Moos und setzten diese wohlgenährten kleinen Kerlchen dann auf den Boden einer hohlen Nylonkugel. Diese Kugeln sind mit Wasser gefüllt und in jeder Kugel befinden sich 2 bis 3 Bärtierchen. Auf diese Weise erhält jedes Bärtierchen einen gleichmäßigen Aufprall, wenn die Kugel auf den Sand trifft.

Anschließend legten die Mitarbeiter die Kugeln in einen Kühlschrank und ließen sie 48 Stunden lang gefroren. Unter diesen Bedingungen verfallen Bärtierchen in einen Winterschlafzustand, der als Winterschlaf bezeichnet wird : Ihr Körper dehydriert, schrumpft zu einer scheinbar leblosen Kugel und ihr Stoffwechsel sinkt auf 0,1 Prozent des Normalwerts. Nach dem Auftauen können sie jedoch innerhalb von 8 bis 9 Stunden ihre Aktivität wiedererlangen.

„Peng! Peng!“ Eine Kugel nach der anderen, mit Bärtierchen beladen, schossen direkt auf den wenige Meter entfernten Sand zu.

Die Forscher testeten sechs verschiedene Zündgeschwindigkeiten im Bereich von 0,5 km/s bis 1,0 km/s mit entsprechenden Spitzendruckwellendrücken im Bereich von 0,61 GPa bis 1,31 GPa. Nach jedem Schuss schütteten die Forscher den Sand mit den Kugeln ins Wasser, entfernten den Sand durch Flotation und beobachteten dann die Erholung der Bärtierchen.

Die Ergebnisse zeigten, dass alle Bärtierchen langsam aufwachten, wenn die Geschossgeschwindigkeit nicht höher als 0,7 km/s war (entsprechend einem Spitzendruck der Stoßwelle von 0,86 GPa). Als die Schussgeschwindigkeit jedoch 0,8 km/s erreichte (entsprechend einem Spitzendruck der Stoßwelle von 1,01 GPa), konnten sich nur 60 % der Bärtierchen erholen. Sobald die Geschossgeschwindigkeit 0,9 km/s erreicht (entsprechend einem Spitzendruck der Stoßwelle von 1,14 GPa), würden nicht nur alle Bärtierchen überleben, sondern sogar in Fragmente zerfallen. Darüber hinaus benötigen alle Bärtierchen, die diesen Test durchlaufen haben, um ein Vielfaches länger als ihre normalen Artgenossen, um sich vom „Tun“-Zustand zu erholen.

Bärtierchen vor und nach dem Test. Abbildung a, b: Bärtierchen vor dem Test; Abbildung c: Bärtierchen, die sich nach dem Test erfolgreich erholt haben; Abbildung d: Bärtierchen, die während des Tests zerschmettert wurden (Bildquelle: Originalarbeit)

Wenn der Metallrahmen der Genesis auf die Mondoberfläche trifft, wird der erzeugte Stoßwellendruck 1,14 GPa bei weitem übersteigen. Ich glaube, die winzigen Körper der Bärtierchen müssen einen gewaltigen Schock erlitten haben. „Wir können bestätigen, dass sie nicht überlebt haben“, sagte Alejandra Traspas, eine der Studienteilnehmerinnen, und stellte den Bärtierchen auf der Genesis eine „Todesurkunde“ aus.

Woher kommt das Leben und wohin geht es?

Im 5. Jahrhundert v. Chr. stellte der antike griechische Philosoph Anaxagoras die These auf, dass das Leben im gesamten Universum verbreitet sei und von Weltraumstaub, Meteoren usw. überallhin getragen werde. Diese Hypothese wird auch Panspermie genannt. Da es sich hierbei um einen unmittelbaren Zusammenhang mit der Entstehung des Lebens handelt, untersuchen viele Wissenschaftler, ob es gelingen kann, Leben durch Meteoriten auf die Erde zu übertragen und ob sich mit den Erdfragmenten auch anderswo Leben auf der Erde ansiedelt.

Einige Studien deuten darauf hin, dass die Trümmer, die bei einem heftigen Aufprall auf die Erde entstehen, schnell genug sind, um bis zum Mond zu fliegen. Berechnungsergebnisse zeigen, dass die durchschnittliche vertikale Geschwindigkeit dieser Trümmer, die auf den Mond trafen, 1,3 km/s erreichte und der Spitzendruck der Stoßwelle 2 GPa überschritt , was jenseits der Intensität liegt, der Bärtierchen standhalten können. Es scheint, dass das „stärkste Lebewesen der Erde“ auf diese Weise wohl nicht auf dem Mond siedeln kann.

Das Forschungsteam der Kent University verwendete außerdem dieselbe zweistufige Leichtluftkanone, um gefrorene Hefesporen auf eine Geschwindigkeit nahe der Obergrenze der Luftkanone – 7,4 km/s – zu beschleunigen, sodass die Sporen im senkrecht auftreffenden Wasser einem Spitzenstoßwellendruck von etwa 43 GPa ausgesetzt wären. Die Forscher stellten überrascht fest, dass einige Hefen nachwachsen und sich vermehren konnten. Unter diesen extremen Bedingungen beträgt die Überlebensrate der Hefesporen jedoch nur 0,001 %. Doch verglichen mit den Bärtierchen, die bei einem Aufprall mit 0,9 km/s in Stücke zerschmettert würden, hatten die Hefesporen, die mit 1,0 km/s getroffen wurden, immer noch eine Überlebensrate von 50 %, was ebenfalls erstaunlich ist.

Copyright-Bilder in der Galerie. Der Nachdruck und die Verwendung können zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen.

Wenn wir jedoch erforschen möchten, ob Leben zwischen Himmelskörpern übertragen werden kann, müssen neben dem maximalen Druck der Stoßwelle beim Aufprall auf den Mond noch viele andere Faktoren berücksichtigt werden. Beispielsweise, ob der Druck, der auf der Erde lastete, als sie einem heftigen Einschlag ausgesetzt war, zu groß war und ob der Einschlag hohe Temperaturen erzeugte, die für Leben unerträglich waren. Daher wäre es selbst für das mächtigste Lebewesen schwierig, solche Prüfungen zu überstehen.

Die Entstehung des Lebens gleicht tatsächlich einem „Wunder“. Obwohl uns die Wissenschaft immer wieder erklärt hat, dass die Möglichkeit, dass das Leben auf der Erde von anderen Planeten stammt, äußerst gering ist, können wir dennoch schöne Fantasien haben: Vielleicht träumen die Bärtierchen, die auf der „Achterbahn“ zum Mond fahren, ja gerade süß.

Süßer Wasserbär. Bildquelle: Wikimedia Commons

Verweise

[1]https://davidson.weizmann.ac.il/en/online/sciencepanorama/what-happened-beresheet

[2]https://static1.squarespace.com/static/5c3bcbd5e17ba3597ea81282/t/5cbde30b6e9a7f176344d8a1/1555948311129/Überblick+über+die+Mondbibliothek.pdf

[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Arch_Mission_Foundation

[4]https://www.wired.com/story/a-crashed-israeli-lunar-lander-spilled-tardigrades-on-the-moon/

[5]https://www.archmission.org/technologies

[6]https://www.archmission.org/spaceil

[7]https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-007-1896-8_12

[8]https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2020.2405

[9]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705817343333?via%3Dihub

[10]https://www.science.org/content/article/hardy-water-bears-survive-bullet-impacts-point

[11]https://en.wikipedia.org/wiki/Panspermia

[12]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103512004447?via%3Dihub

Planung und Produktion

Quelle: Global Science

Autor: Huang Yujia

Korrekturlesen | Erqi

Herausgeber｜Yang Yaping

Das Titelbild und die Bilder in diesem Artikel stammen aus der Copyright-Bibliothek

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