«Εξωγήινος ωκεανός» για δοκιμές υποβρυχίων που προορίζονται για άλλους κόσμους. Researchers build alien ocean to test NASA outer space submarine

Sunlight glints off of Titan's northern seas this near-infrared, color mosaic from NASA's Cassini spacecraft. Credit: NASA/JPL/Univ. Arizona/Univ. Idaho

Ο σχεδιασμός υποβρυχίων που προορίζονται για τις θάλασσες του πλανήτη μας είναι κάτι το οποίο είναι γνωστό στον χώρο της ναυπηγικής και της μηχανολογίας εδώ και πάνω από έναν αιώνα- ωστόσο δεν ισχύει το ίδιο για υποβρύχια τα οποία προορίζονται για ωκεανούς από μεθάνιο και αιθάνιο και θερμοκρασίες χαμηλότερα από τους -180 βαθμούς Κελσίου.

Ερευνητές του Washington State University συνεργάζονται με τη NASA για να διαπιστώσουν πώς ένα υποβρύχιο θα λειτουργούσε στον Τιτάνα, το μεγαλύτερο από τα φεγγάρια του Κρόνου, και το δεύτερο μεγαλύτερο στο ηλιακό μας σύστημα. Σημειώνεται ότι στα σχέδια της αμερικανικής διαστημικής υπηρεσίας συμπεριλαμβάνεται η αποστολή ενός τέτοιου υποβρυχίου στις θάλασσες του Τιτάνα μέσα στα επόμενα 20 χρόνια. Σε αυτό το πλαίσιο, οι ερευνητές δημιούργησαν/ αναπαρήγαγαν έναν «ωκεανό» του Τιτάνα σε ένα εργαστήριο, δημοσιοποιώντας την έρευνά τους σε paper στο Fluid Phase Equilibria.

This image shows Titan in ultraviolet and infrared wavelengths. Red and green colors indicate where atmospheric methane is absorbing light, while the blue color shows the upper atmospheric haze. Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

Ο Τιτάνας παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τους επιστήμονες, επειδή μοιάζει με τη Γη από την άποψη ότι διατηρεί υγρά: Αντίθετα με σχεδόν κάθε άλλο κόσμο στο ηλιακό σύστημα, η επιφάνεια του φεγγαριού έχει ωκεανούς, ποτάμια και σύννεφα, και, όπως και στον πλανήτη μας, μπορεί να βρέξει- αλλά αντί για νερό, ο υδρολογικός κύκλος βασίζεται στο μεθάνιο.

Το υποβρύχιο που σχεδιάζεται θα πρέπει να λειτουργεί αυτόνομα, να είναι σε θέση να μελετά τις συνθήκες της ατμόσφαιρας και του ωκεανού, να κινείται στον πυθμένα και πάνω ή κάτω από την επιφάνεια. Από μηχανολογικής πλευράς τα πράγματα είναι ακόμα πιο δύσκολα επειδή, αντίθετα με το νερό στη Γη, η συγκέντρωση αιθανίου και μεθανίου μπορεί να διαφέρει στις θάλασσες του Τιτάνα, αλλάζοντας τις ιδιότητες του υγρού ως προς την πυκνότητά του.

Ο Ίαν Ρίτσαρντσον, του School of Mechanical and Materials Engineering, (ανα)δημιούργησε στο εργαστήριο κρυογονικής του WSU τις συνθήκες του Τιτάνα και πραγματοποίησε δοκιμές ως προς το πώς θα λειτουργούσε υπό αυτές τις εξαιρετικά χαμηλών θερμοκρασιών συνθήκες μια μικρή θερμαινόμενη μηχανή.

WSU Methane-ethane Titan effervescence diagram. Credit: Washington State University

Η ομάδα των ερευνητών του WSU έφτιαξε έναν θάλαμο δοκιμών ο οποίος φιλοξενούσε το εν λόγω μείγμα υγρών σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες για να προσομοιωθούν οι συνθήκες στις θάλασσες του Τιτάνα, και στη συνέχεια πρόσθεσαν μια μικρή κυλινδρική θερμαντική συσκευή, η οποία παράγει τη θερμότητα που θα παρήγε ένα υποβρύχιο. Επίσης, μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις ήταν η κατανόηση των φυσαλίδων: Ένα υποβρύχιο που κινείται χάρη σε έναν κινητήρα που παράγει θερμότητα μέσα στις πολύ ψυχρές θάλασσες του Τιτάνα θα παράγει φυσαλίδες αζώτου. Η παρουσία πολλών από αυτές θα καθιστούσαν δύσκολη την κίνηση του σκάφους και τη συλλογή δεδομένων.

Το επόμενο πρόβλημα, σύμφωνα με τον Ρίτσαρντσον, ήταν η καταγραφή βίντεο- και η ομάδα του βρήκε λύση χρησιμοποιώντας μια οπτική συσκευή (borescope) και μια βιντεοκάμερα που μπορούσαν να αντέξουν τις χαμηλές θερμοκρασίες και τις υψηλές πιέσεις για να αποκτήσει εικόνα για το τι ακριβώς συνέβαινε μέσα στον θάλαμο δοκιμών. Τελικά τα κατάφεραν, τραβώντας βίντεο βροχής και χιονιού από αιθάνιο- μεθάνιο. Επίσης, μελέτησαν τις θερμοκρασίες και διαπίστωσαν πως, εξαιτίας μιας μικρής ποσότητας αζώτου στο υγρό, οι λίμνες παγώνουν σε χαμηλότερες θερμοκρασίες του αναμενόμενου- κάτι που, όπως υπογραμμίζει ο Ρίτσαρντσον, σημαίνει πως δεν υπάρχει λόγος ανησυχίας για παγόβουνα.

Πηγές: I.A. Richardson et al, Experimental PρT-x measurements of liquid methane-ethane-nitrogen mixtures, Fluid Phase Equilibria (2018). DOI: 10.1016/j.fluid.2018.01.023  - https://news.wsu.edu/2018/02/07/wsu-builds-nasa-alien-ocean/ - http://www.naftemporiki.gr/story/1319284/eksogiinos-okeanos-gia-dokimes-upobruxion-pou-proorizontai-gia-allous-kosmous 

Στις νυχτερίδες το μυστικό της μακροζωίας; Surprising bat genetic trait holds secrets of longevity

Σε ένα είδος νυχτερίδας τα τελομερή δεν συρρικνώνονται με το πέρασμα του χρόνου - εντοπίστηκαν τα γονίδια που τα διατηρούν το μήκος τους. The greater mouse-eared bat (Myotis myotis) is shown in this undated handout photo taken in Brittany, France, released on February 7, 2018. Courtesy Olivier Farcy/Handout via REUTERS

Ευρωπαίοι επιστήμονες, οι οποίοι μελετούν τις νυχτερίδες για να βρουν το μυστικό της μακροζωίας, ανακοίνωσαν ότι έκαναν ένα πρώτο σημαντικό βήμα προόδου, που μπορεί μελλοντικά να βοηθήσει τους ανθρώπους να ζήσουν περισσότερα χρόνια.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής την καθηγήτρια βιολογίας Έμα Τίλινγκ του Πανεπιστημιακού Κολεγίου του Δουβλίνου (UCD), που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Science Advances", ανέλυσαν DNA από περίπου 500 άγριες νυχτερίδες, οι οποίες ανήκουν σε τέσσερα είδη.

The longest-lived species of bats (Myotis) in which telomeres don't shorten with age Credit: UCD

Οι επιστήμονες βρήκαν ότι σε ένα είδος που έχει αφτιά σαν ποντικιού (Myotis) και ζει γύρω στα 37 χρόνια (ενώ θα έπρεπε να ζει μόνο τέσσερα χρόνια με βάση το μέγεθος του), τα τελομερή, δηλαδή τα προστατευτικά τμήματα DNA στις άκρες των χρωμοσωμάτων, που μοιάζουν με τα πλαστικά στις άκρες των κορδονιών, δεν συρρικνώνονται με το πέρασμα του χρόνου, όπως θα έπρεπε να συμβαίνει. Σε όλα σχεδόν τα ζώα και στους ανθρώπους, όσο πιο γρήγορα μικραίνουν τα τελομερή των χρωμοσωμάτων, τόσο πιο γρήγορα καταστρέφονται τα κύτταρα και «καίγεται» το κερί της ζωής.

Οι επιστήμονες μελέτησαν εξονυχιστικά το γονιδίωμα των νυχτερίδων, συγκρίνοντάς το με 52 άλλα θηλαστικά, και βρήκαν δύο γονίδια (ATM και SETX), που φαίνεται να διατηρούν το μήκος των τελομερών. Τώρα που βρέθηκαν δύο γονίδια που ίσως κρατούν ακέραια τα τελομερή, θα μελετηθούν περαιτέρω.

The vast majority of bat species live much longer than expected given body size (highlighted in blue), as does a single rodent species, the naked mole rat (position indicated by a black star). Here, the relationship between telomere length and age is estimated for species highlighted in black and denoted by a bat outline. SCIENCE ADVANCES

Οι νυχτερίδες είναι τα πιο μακρόβια θηλαστικά ζώα στον κόσμο σε σχέση με το μέγεθός τους. Μόνο 19 είδη θηλαστικών ζουν περισσότερο από τον άνθρωπο σε σχέση με το σωματικό μέγεθός τους. Τα 18 είναι είδη νυχτερίδων και το 19ο ένας παράξενος αφρικανικός άτριχος τυφλοπόντικας.

«Η μελέτη εξαιρετικά μακρόβιων ζώων, που έχουν με φυσικό τρόπο αναπτύξει μηχανισμούς για την καταπολέμηση της γήρανσης, αποτελεί μια εναλλακτική οδό για τον εντοπισμό της μοριακής βάσης της παρατεταμένης διάρκειας ζωής. Οι νυχτερίδες αποτελούν ένα νέο συναρπαστικό είδος-πρότυπο για κάτι τέτοιο», δήλωσε η Τίλινγκ.

Πηγές: N.M. Foley el al., "Growing old, yet staying young: The role of telomeres in bats' exceptional longevity," Science Advances (2018). DOI: 10.1126/sciadv.aao0926  - http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=941234