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.

Соответствующие выводы опубликованы в научном издании npj Clean Air. В эксперименте участвовали 15 человек без проблем со здоровьем.

Каждому из них поочерёдно предоставляли возможность вдохнуть различные виды загрязнённого воздуха: выхлопные газы дизельных автомобилей, дым от древесины, испарения от приготовления еды и аэрозоли с лимоненом — веществом с цитрусовым ароматом, часто входящим в состав средств бытовой химии. Уже через час после начала эксперимента учёные зафиксировали изменения в работе дыхательной системы и когнитивных функциях участников.

Аэрозоли с лимоненом и древесный дым оказали наиболее заметное влияние на лёгкие. При этом различные типы загрязнений по-разному влияли на мозг: одни временно ускоряли скорость обработки информации, в то время как дизельные выхлопы одновременно проявляли признаки ухудшения исполнительных функций мозга, которые отвечают за концентрацию внимания и принятие решений.

Эксперты акцентируют внимание на том, что одинаковый уровень загрязнения не гарантирует одинаковый вред для организма. Важную роль играют источник и состав частиц, содержащихся в воздухе.

До этого сообщалось, что чрезмерное потребление сладкого негативно сказывается на памяти.

Это вещество, известное как PC1, представляет собой растительный полифенол, который ранее уже связывали с пользой для здоровья. Учёные выяснили, как именно PC1 влияет на мозг.

Оказалось, что это вещество улучшает пространственную память и работу мозга через молекулу microRNA-181a-5p, которая участвует в регуляции нейронных процессов. Кроме того, PC1 активирует выработку BDNF — белка, который играет важную роль в росте и защите нейронов, обучении и формировании памяти.

После приёма PC1 у животных усиливалась активность связанных с памятью сигнальных путей в гиппокампе — области мозга, отвечающей за обучение и запоминание. Авторы исследования отмечают, что PC1 плохо усваивается организмом, но даже при этом способен влиять на работу мозга через сложные сигнальные механизмы.

Учёные считают, что это открытие может помочь в разработке новых подходов для поддержки когнитивного здоровья и профилактики возрастных нарушений памяти.

Об этом стало известно из публикации в журнале JACC: Clinical Electrophysiology. Внезапное прекращение работы сердца происходит из-за сбоев в электрической активности органа и, как правило, приводит к летальному исходу.

Эксперты изучили геномы свыше трёх тысяч человек, переживших это состояние, и нашли 15 генов, повреждения в которых увеличивают вероятность опасного нарушения. Выяснилось, что у людей младше 29 лет опасные генетические варианты обнаруживались примерно у 10% пациентов.

С возрастом частота выявления таких мутаций снижалась: у людей старше 70 лет подобные изменения в генах находили лишь в 3% случаев. По мнению учёных, у пожилых пациентов остановка сердца чаще происходит не из-за генетической предрасположенности, а из-за закупорки сосудов и других сердечно-сосудистых заболеваний.

Авторы исследования считают, что людям, у которых в семье были случаи внезапной остановки сердца, необходимо проходить генетическое тестирование. Это может помочь выявить повышенный риск заранее и начать профилактику вовремя, например, изменить образ жизни или подобрать лечение.

Эти капли могут помочь людям, страдающим от синдрома сухого глаза, который характеризуется жжением, покраснением, ощущением песка в глазах и воспалением. Для борьбы с этим состоянием исследователи использовали механизм, аналогичный фотосинтезу растений.

Они извлекли из листьев шпината тилакоиды — структуры, участвующие в фотосинтезе, — и добавили их в специальные наночастицы для глазных капель. Когда система попадает в клетки глаза и подвергается воздействию обычного света, она начинает вырабатывать молекулу NADPH.

Эта молекула помогает клеткам защищаться от окислительного стресса и воспаления. Эксперименты показали, что уже через 30 минут после воздействия света уровень вредных окислителей заметно снижается.

В образцах слёз пациентов с синдромом сухого глаза содержание перекиси водорода уменьшилось на 95 процентов. Испытания на мышах показали, что новые капли оказались эффективнее препарата Restasis, который часто назначают при этом заболевании.

Исследователи считают, что в будущем подобный подход можно будет использовать и для лечения других воспалительных заболеваний, связанных с повреждением клеток активными формами кислорода.