Разработали имитатор марсианского реголита: что внутри и чем он лучше аналогов

Имитатор экономически доступен и стабилен при эксплуатации и хранении. Один из авторов работы, сотрудник лаборатории геохимии Луны и планет ГЕОХИ РАН Александра Уварова рассказала, что перед созданием имитатора марсианского реголита они изучили данные международных посадочных миссий, таких как Viking, Pathfinder, InSight, Zhurong и Perseverance.

Настоящий марсианский реголит в основном состоит из базальтов с содержанием кремния (SiO₂) и имеет красноватый цвет из-за оксидов железа. Чтобы получить несколько тонн марсианского грунта-аналога, нужно найти горную породу похожего состава или продукты вулканического извержения, которые, вероятно, будут в труднодоступном месте, и стереть их в песок.

У американцев есть аналоги марсианского реголита, но они очень дорогостоящие. Основной недостаток всех перечисленных имитаторов грунтов — их высокая стоимость, что приемлемо для мелкомасштабного использования, но ограничивает их применение в масштабных экспериментах, часто измеряемых десятками кубических метров.

Александра Уварова пояснила, что целью создания имитатора было создание имитатора марсианского реголита по физико-механическим свойствам для крупномасштабных испытаний посадочных миссий. Для этого необходимо заполнить имитатором грунта площадку, размером с большой плавательный бассейн.

Имитатор должен иметь соответствующий марсианскому гранулометрический состав, плотность, пористость, сцепление, прочностные и деформационные характеристики, от которых зависит поведение грунта при посадке аппарата. В других статьях по марсианским реголитам такого внимания к механическим свойствам марсианского грунта не встречали.

В итоге были подобраны четыре компонента для имитации марсианского грунта: кварцевый песок с окатанными частицами, дроблёный кварцевый песок, зола и золо-шлаковая смесь. Эти компоненты позволяют имитировать песчаные и глинистые фракции марсианского грунта.

Их смесь позволила точно сымитировать верхний слой реголита, который имеет глубину около 1-1,5 метров. Цвет аналога получился серым, поэтому его легко спутать с лунным реголитом, который также изготавливается из кварца и золы.

Основное отличие «земного» марсианского реголита от лунного заключается в том, что частицы марсианского грунта более округлые из-за предполагаемого действия воды. Созданный имитатор имитирует физико-механические свойства грунта в зоне посадки будущей европейской миссии ExoMars Rosalind Franklin на равнине Oxia Planum.

Этот район интересен отложениями, где когда-то была вода. После того как ЕКА отказалась от совместного проекта миссии ExoMars, они не могут воспользоваться самим грунтом-аналогом, но могут ознакомиться с результатами исследований, опубликованными в статье.

Эксперимент проводился на людях с метаболическим синдромом, который характеризуется избыточным весом, повышенным давлением и нарушениями обмена веществ. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications (Nat Com).

В рамках эксперимента участники потребляли около 300 граммов овсянки в сутки, что привело к сокращению общей калорийности рациона примерно вдвое. В сравнении с контрольной группой у участников эксперимента уровень «плохого» LDL-холестерина снизился в среднем на 10 процентов.

Важно отметить, что этот эффект сохранился и через шесть недель после завершения диеты, даже несмотря на возвращение к обычному режиму питания. Исследователи объясняют результаты не только снижением калорийности, но и изменениями в кишечной микробиоте.

Овсянка способствовала росту полезных бактерий, которые вырабатывают соединения, положительно влияющие на жировой обмен и снижающие факторы, связанные с инсулинорезистентностью. При этом аналогичный эффект не был обнаружен при более мягкой овсяной диете, которая длилась шесть недель.

Авторы исследования считают, что короткие, но интенсивные «овсяные» периоды могут стать простым и хорошо переносимым способом поддержания уровня холестерина и снижения риска метаболических нарушений.

Они помогают поддерживать защитный барьер мозга. В экспериментах на лабораторных животных было обнаружено, что хронический социальный стресс ослабляет гематоэнцефалический барьер — систему, которая защищает мозг от проникновения воспалительных молекул из крови.

У стрессированных мышей снижался уровень белка клаудин-5, который «скрепляет» клетки барьера, что сопровождалось тревожным и депрессивным поведением. Животные, которые регулярно двигались или находились в обогащённой среде с укрытиями и игрушками, почти не испытывали этих нарушений.

Ключевую роль в защитном эффекте сыграл белок Fgf2. Его уровень повышался у мышей, занимавшихся физической активностью или живших в стимулирующей среде, и делал их более устойчивыми к стрессу.

Когда учёные искусственно увеличивали выработку Fgf2, животные легче переносили стресс и сохраняли социальную активность. При снижении уровня белка эффект упражнений почти исчезал.

Авторы также обнаружили, что Fgf2 можно выявить в крови, и его концентрация у людей растёт вместе с тяжестью депрессии. Это делает белок потенциальным биомаркером психических расстройств.

По мнению исследователей, работа не только объясняет пользу движения и благоприятной среды для психического здоровья, но и открывает новые возможности для ранней диагностики и профилактики депрессии.

Результаты этого обзора были опубликованы в журнале Alzheimer’s & Dementia (A&D). Учёные изучили данные 58 исследований с участием людей и обнаружили, что у пациентов с лёгкими когнитивными нарушениями и болезнью Альцгеймера состав кишечных бактерий отличается от микробиома здоровых пожилых людей.

Эти различия меняются по мере прогрессирования заболевания, формируя своего рода «микробные подписи» разных стадий когнитивного снижения. В частности, у людей с болезнью Альцгеймера чаще выявляли повышенное содержание определённых групп бактерий и сниженное микробное разнообразие.

Функциональная активность микробиоты также менялась: ослабевали пути, связанные с энергетическим обменом и регуляцией иммунных процессов. Эти сдвиги могут быть связаны с усилением воспаления и повреждением нервных клеток в мозге.

Авторы подчёркивают, что речь пока идёт о корреляции, а не о прямой причине болезни. Однако результаты поддерживают гипотезу о важной роли оси «кишечник — иммунная система — мозг» в нейродегенеративных процессах.

Исследователи считают, что в будущем целенаправленное воздействие на микробиом может стать одним из направлений профилактики и замедления когнитивного снижения. Ранее учёные выяснили, что резкое повышение уровня сахара в крови после еды может быть связано с риском развития болезни Альцгеймера.

В исследованиях приняли участие более 520 тысяч человек из общей популяции, данные о которых были взяты из 15 научных работ. У более чем 55 тысяч участников были зафиксированы депрессивные симптомы.

Анализ показал, что у тех, кто часто пьёт газировку и другие сладкие напитки, признаки депрессии встречаются чаще, чем у тех, кто употребляет их редко или избегает. При самом высоком уровне потребления безалкогольных напитков риск депрессивных проявлений был примерно на 39 процентов выше, чем при самом низком.

Связь между употреблением сладких напитков и депрессивными симптомами сохранялась как в поперечных исследованиях, так и в долгосрочных наблюдениях. Особенно выраженный эффект отмечался для напитков с добавленным сахаром, включая сладкую газировку.

Авторы подчёркивают, что работа не доказывает прямую причинно-следственную связь, однако указывает на устойчивую и воспроизводимую ассоциацию. Они считают, что ограничение потребления сладких напитков может стать одной из доступных мер профилактики депрессивных состояний и снижения нагрузки на психическое здоровье населения.