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他們不小心把地球上最頑強的生物,留在月球上了

http://finance.sina.com   2019年08月10日 20:16   北京新浪網

掃描電鏡下的水熊蟲(圖片來源:wikipedia)掃描電鏡下的水熊蟲(圖片來源:wikipedia)

  文章來源:科研圈

  4 月 11 日,以色列首個月球探測器“創世紀號”(Beresheet)準備登陸月球。距離月球表面僅 10 千米時,“創世紀號”上負責降落的主發動機突然出現故障,探月器無法減速,最後撞上了月球表面,與控制室失去了聯繫。人類首個私人贊助的探測器登月計劃宣告失敗。但是,探測器墜毀時還留下了一些其他東西——“創世紀號”攜帶的水熊蟲或許以休眠狀態的形式留在了月球表面,等待人類的“喚醒”。

  撰文 Daniel Oberhaus

  翻譯 何雨珊

  編輯 楊心舟

  墜毀的探測器

  時間正臨近 4 月 11 日的午夜,在以色列航空工業公司(IAI)的任務控制中心,所有人都緊盯着兩個大屏幕。左邊屏幕顯示的是月球探測器“創世紀號” (Beresheet)發送回地球的數據,右邊顯示的是它即將軟着陸時發動引擎的動畫。一旦成功,創世紀號將會是第一個登陸月球的私人航天器。但就在預定着陸前的數秒鐘,左邊屏幕上的數據中斷了。任務控制中心與航天器失去了聯繫,不久後,航天器撞向了月球。

  在地球的另一端,諾瓦·斯皮瓦克(Nova Spivack)在洛杉磯的一間會議室裏觀看創世紀號任務控制中心的實況轉播。他是基金會 Arch Mission Foundation 的創始人,該基金會是一個非營利性組織,其目標是打造“地球的後備基地”。此次發射的創世紀號上載有該基金會的一個“月球圖書館”,它實際上是一個 DVD 大小的“檔案袋”,裏面包含海量信息、人類 DNA 樣本和上千只水熊蟲,這些需要在顯微鏡下觀察到的生物幾乎可以在任何環境下生存,包括太空。

“創世紀號”(圖片來源:AP)“創世紀號”(圖片來源:AP)

  但當以色列方面確認創世紀號已經墜毀時,斯皮瓦克面臨着一個令人苦惱的問題:他是否將世界上最頑強的生物“灑”到了月球表面上?

  月球表面“灑”上了生命

  在創世紀號墜毀後的幾周內,斯皮瓦克召集了基金會的顧問,試圖確定月球圖書館是否倖存了下來。根據他們對航天器軌道和月球圖書館的分析,這個用薄鎳片做成的、DVD 大小的東西經歷了撞擊後,基本完好無損地保存了下來。事實上,將 DNA 樣本和水熊蟲放入月球圖書館的決定可能是它倖存的關鍵。

  斯皮瓦克說:“在創世紀號墜毀後的 24 小時中,我們都處在震驚之中。我們知道探測任務肯定存在風險,但我們不認爲風險有那麼大。我們認爲發射任務是可以成功的。”

  斯皮瓦克對太空探索的危險並不陌生。上世紀 90 年代末,這位屢屢創業的企業家用他的網絡公司首次公開募股得到的資金,通過俄羅斯空軍(Russian Air Force)登上了太空邊緣。之後他成爲零重力公司(Zero Gravity Corporation)的天使投資人。在美國,零重力公司已經將失重飛機的拋物線飛行商業化。但當斯皮瓦克在 2015 年創立 Arch Mission Foundation 時,他想做一些非同尋常的事情。他計劃創建人類知識檔案並將這些數據保存數百萬年,此外還要將它們播撒在整個地球甚至整個太陽系中。

諾瓦·斯皮瓦克(Nova Spivack)諾瓦·斯皮瓦克(Nova Spivack)

  2018 年,Arch Mission Foundation 用埃隆·馬斯克(Elon Musk)的特斯拉(Tesla)置物箱向太空發送了第一份檔案,它能夠圍繞太陽運行 3000 萬年。該檔案包括艾薩克·阿西莫夫的基礎三部曲,它是用南安普頓大學物理學家開發的 5D 光學技術刻在石英盤上的,該技術可以將大量的信息壓縮到一小塊材料中,但其壽命也會較短。如果你想爲人類建造一個能夠存在上千年甚至上百萬年圖書館,最好的辦法就是建造模擬存儲系統。

  模擬存儲則需要佔用大量的空間。因此,要將人類的海量知識送入太空,需要對其進行大幅度的壓縮。爲了做到這一點,斯皮瓦克找來了布魯斯·哈(Bruce Ha),哈開發了一種技術可以將高分辨率納米尺度的圖像雕刻在金屬鎳上。哈用激光將圖像蝕刻在玻璃上,然後將鎳原子一個個地排在玻璃表面,由此產生的鎳薄膜全息圖像可用 1000 倍顯微鏡觀察。

  創世紀號上的月球圖書館由 25 層微米尺度的薄鎳片組成。頭四層包含約 3 萬張高分辨率的書頁圖像,包括入門級語言教學、課本和解碼其餘 21 層的密碼。這 21 層包含了幾乎所有的英文維基百科,數以千計的經典書籍,甚至還有大衛·科波菲爾魔術的祕密。

  斯皮瓦克原計劃在未來版本的月球圖書館中再加入 DNA 樣本,但就在斯皮瓦克將月球圖書館交給以色列的前幾周,他決定,這一次無論如何也要加入一些 DNA 樣本。於是,哈和斯皮瓦克團隊的一名工程師在每層薄鎳片上加了一層薄薄的環氧樹脂,這是一種合成樹脂,可用於保存古代昆蟲化石。斯皮瓦克和其他 24 個人的毛囊和血液樣本被放入樹脂中,這些樣本具有不同的基因多樣性。此外,樹脂中還添加了一些脫水的水熊蟲以及印度菩提樹的一些樣本,另外還有數千只脫水的水熊蟲被直接灑在了這些薄鎳片的表面。

  斯皮瓦克認爲,這些水熊蟲將有希望復活。因爲水熊蟲進入休眠狀態後,所有新陳代謝過程均會停止,其細胞中的水分被一種蛋白質所取代,這種蛋白質能將細胞變成晶體狀。它們脫水 10 年後仍然能恢復生命跡象,在沒有水的情況下它們或許能存活更長的時間。科學家們正逐漸開始探究,它們是如何在惡劣的環境中存活下來的。可以想象,隨着我們對水熊蟲更深入的瞭解,我們將會發現它們在長時間休眠之後重新補充水分的方法。

  斯皮瓦克表示,在最後一刻加入這種充滿 DNA 的樹脂存在着很大的風險,因爲在這個過程中出現任何錯誤都有可能毀掉鎳片。但現在回想起來,這些樹脂也許是讓月球圖書館倖存下來的原因。樹脂層增大了月球圖書館所能承受的強度,使它在遇到撞擊時不容易斷裂。此外,撞擊產生的熱量不足以融化鎳片,而且包裹鎳片的保護層可以阻擋輻射。“諷刺的是,這些玩意很可能是此次任務中唯一倖存下來的東西。”

  最好的情況是,創世紀號在撞擊過程中彈出了月球圖書館,那麼它們現在應該還位於撞擊地點附近的某個地方。斯皮瓦克說,即使月球圖書館被摔成碎片,但只要碎片足夠大,就可以在頭四層檢索到大部分模擬信息。至於 DNA 樣本或水熊蟲能否安然無恙,我們無從得知,但斯皮瓦克表示,我們無需擔心水熊蟲會接管月球。未來人類若在月球上發現任何緩步動物,都必須將其帶回地球或者其他有大氣環繞的地方,爲其補充水分。不過,它們能否起死回生我們還不清楚。

  建立地球信息後備庫

  不過幸運的是,他們將水熊蟲意外撒到月球表面的行爲並沒有違反法律。NASA 行星保護辦公室會根據探測器的目標地點來劃分任務等級,而判斷的主要標準就是該星球對我們理解生命有多大幫助,以及該星球存在生命的可能性有多大。因此,向火星發射的探測器在滅菌過程要更加嚴格,而月球探測器則相對寬鬆,因爲我們都清楚月球的環境並不適合生命存活。事實上,斯皮瓦克並不是第一個把 DNA 留在月球的人,阿波羅號的宇航員才是——他們曾在月球表面留下了 100 包人類排泄物。

  斯皮瓦克在未來的月球圖書館中還想添加更多的 DNA 樣本,基金會也會提供更多的資金來進行更大樣本的 DNA 篩選工作,下一次他們還將送上一些瀕危物種的 DNA。此外,斯皮瓦克還計劃利用合成 DNA 編碼大量信息,再發送至月球。DNA 儲存工具最大的優點就是儲量大,並且佔據空間小。實際上,拱門任務基金會已經開發出了一些 DNA 合成方法,可以將維基百科的信息編碼進去。他們計劃在 2021 年將這類信息發送至月球。

  “我們的這些工作,給地球完成了後備信息儲存。這能保證我們保護我們的印跡不會消失,無論是文化知識,還是生物學特徵,” 斯皮瓦克表示,“我們要做最壞的打算。”

  這種爲整個地球建立後備基地的想法,有點類似於硅谷的泰坦項目。但是斯皮瓦克正在把這種理想轉變成現實。當我們可能面臨全球變暖、核戰爭、小行星撞擊等各種毀滅級現象時,建立人類信息的後備基地聽起來也不是件壞事。

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