СПОРЫ БАКТЕРИЙ ВЫДЕРЖИВАЮТ ПАДЕНИЕ ИЗ КОСМОСА, ВЫЯСНИЛИ В СПБГУ

Дата публикации: 24 июля 2024

Математики Санкт-Петербургского государственного университета создали модель, описывающую аэродинамический нагрев спор бактерий, движущихся в верхней атмосфере. Расчеты показали, что споры земных бактерий, выносимые в околоземное пространство в результате техногенной деятельности в ближнем космосе, а также споры гипотетических внеземных бактерий, входящие в земную атмосферу со скоростями большими второй и третьей космической, способны выдержать аэродинамический нагрев при входе из космоса в атмосферу Земли. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в научном журнале Cosmic Research.

Возрастающее загрязнение околоземного космического пространства микроскопическими продуктами техногенной деятельности в космосе представляет угрозу не только для орбитальных космических аппаратов, но и создает серьезные проблемы для экологии Земли.

Как выяснили ранее ученые Санкт-Петербургского университета, это связано в первую очередь с тем, что мелкие частицы могут выдерживать аэродинамический нагрев при входе в плотные слои атмосферы. Сохраняя свои свойства после такого воздействия, они опускаются в приземные слои атмосферы и на земную поверхность. В определенных случаях — например, когда речь идет о частицах из радиоактивных материалов или материалов, способных оказывать негативное воздействие на состояние озонового слоя стратосферы, — техногенные микрочастицы представляют очевидную опасность для биосферы Земли.

Исследования последних лет показывают, что к числу потенциально опасных для живых организмов микрообъектов относятся также возвращающиеся из космоса на Землю микробиологические объекты земного происхождения. Они могут выноситься с поверхности Земли в космическое пространство как в результате техногенной деятельности, так и вследствие действия возможного «ионосферного лифта» — переноса тропосферного аэрозоля с поверхности Земли в верхнюю ионосферу.

На существование такого лифта косвенно указывают данные натурного эксперимента «Тест». Результаты российского эксперимента «Биориск», проведенного на МКС специалистами Института медико-биологических проблем РАН, показали, что споры некоторых земных бактерий способны выжить даже при длительном (более 1,5 года) нахождении в открытом космосе. При этом они могут мутировать, приобретая новые свойства.

Такие микробиологические объекты могут представлять опасность для земной биосферы, если их аэродинамический нагрев при входе в атмосферу недостаточен для их стерилизации. Однако вопрос о возможных температурах импульсного аэродинамического нагрева спор бактерий при входе в атмосферу из космоса и возможности их выживания до настоящего времени систематически не исследовался. Ученые Санкт-Петербургского университета создали математическую модель, которая описывает движение и нагрев сферической частицы из углерода, имитирующей в данном случае спору бактерии.

«Созданная программа основана на совместном численном решении уравнений движения в околоземном пространстве модельного микробиологического объекта, а также уравнения теплового баланса, которое описывает изменение внутренней энергии этого объекта», — объяснил автор исследования, профессор кафедры физической механики СПбГУ Евгений Колесников.

Результаты численного моделирования показывают, что максимальные температуры аэродинамического нагрева спор земных бактерий, отделяющихся от поверхностей крупных низкоорбитальных объектов искусственного происхождения, оказываются существенно ниже предельной температуры их выживания при импульсном нагреве.

Кроме того, данные численных экспериментов дают основания предполагать, что споры гипотетических внеземных бактерий размером не более микрометра (миллионная доля метра) способны выдерживать аэродинамический нагрев при входе в атмосферу Земли со скоростями, превышающими как вторую, так и третью космическую скорости.

Пресс-служба и сайт СПбГУ spbu.ru 

Поделиться: