Небесное и земное

В конце прошлого года расположенная на Гавайях автоматическая система из четырёх телескопов PanSTARRS зарегистрировала очередное небесное тело, первоначально принятое за комету. Буквально через несколько дней было обнаружено, что это на самом деле астероид. Причём траектория полёта явно свидетельствовала о «внесистемном» происхождении этого объекта. Таким образом астероид с экзотическим для нашего уха названием Оумуамуа стал первым межзвёздным космическим объектом. «Оумуамуа» (ou.mua.mua) в переводе с гавайского означает «гость», или «посланник», из прошлого.

Гость пролетел недалеко (по масштабам Солнечной системы) от Земли, поэтому, собственно, и был обнаружен. Вообще-то за астероидами последние годы очень внимательно следят в связи с очевидной опасностью непредвиденного столкновения. Но Оумуамуа удалось долгое время оставаться незамеченным не только из-за необычности орбиты (он прилетел как бы «сверху» условной плоскости, в которой располагаются планеты и астероиды), но и благодаря «маскирующей раскраске»: часть его поверхности имеет красноватый оттенок, часть — грязновато-белый. А вот размеры и форма астероида — сигарообразное тело около 30-40 метров в диаметре и длиной от 200 до 400 метров — сразу же обрадовало уфологов: ну ведь очень похоже на космический корабль!

Не смущает уфологов хаотическое вращение Оумуамуа. Наоборот, «наши» астероиды как раз демонстрируют периодическое колебание, в отличие от «кувыркания» пришельца. А это, в свою очередь, может свидетельствовать о маневрировании и корректировке движения. Астрономы предположили, что миллионы лет тому назад Оумуамуа столкнулся с каким-то телом (или был атакован — по версии уфологов) и поэтому до сих пор хаотично вращается, поскольку живых существ на нём уже нет, а может, и не было, если зонд изначально был автоматическим. И тот факт, что «пришелец» из созвездия Лиры и направляющийся в сторону созвездия Пегаса, судя по некоторым данным, вроде бы состоит из очень прочной скальной породы (а потому и не развалился из-за удара в незапамятные времена), вовсе не смущает сторонников его искусственного происхождения.

Лет 60-70 тому назад, то есть в начале космической эры, был разработан проект использования астероидов в качестве кораблей для полётов к звёздам. Предполагалось вгрызться в твёрдую скальную породу, создать внутри астероида большую изолированную полость, а в ней сформировать биосферу для длительного существования сотен или даже тысяч людей. Причём с перспективой на увеличение популяции со временем, ибо путешествие предполагалось долгим и, возможно, в один конец до обнаружения годной для колонизации планеты. «Грузоподъёмность» такого транспортного средства позволила бы нашпиговать его всеми достижениями науки и техники, а практически неограниченное количество «рабочего тела», которое можно прогонять сквозь атомный или термоядерный реактор для создания тяги, даст постоянное ускорение, разогнав астероид до очень больших скоростей. Да и чисто экономически гораздо выгоднее использовать космическое сырьё для несущей конструкции корабля, нежели собирать на орбите огромный звездолёт из земных ресурсов.

Кстати, в последние десятилетия весьма популярны проекты по использованию астероидов в качестве сырьевых ресурсов, но, как говорится, воз и ныне там. А ведь если бы в начале тысячелетия приступили к реализации этих проектов (современные технологии уже позволяли), то был бы шанс догнать Оумуамуа и на месте выяснить, что он из себя представляет.

Между тем проблема астероидной опасности с каждым годом становится актуальнее, хотя, казалось бы, этой проблемой занимаются серьёзные институты и телескопов, отслеживающих движение небесных тел, становится больше. Но вот буквально на днях, а точнее 15 апреля, между Луной и Землёй на расстоянии около 190 000 километров от нас пролетел астероид, диаметр которого оценили приблизительно от 50 до 100 метров. Челябинский метеорит, кстати, имел диаметр около 17 метров. По некоторым оценкам знаменитый Тунгусский метеорит якобы имел диаметр около 30 метров.

Что настораживает: астероид был обнаружен за 21 час до максимального сближения с поверхностью нашей планеты. То есть даже если мгновенно выяснится, в каком именно месте этот незваный гость рухнет на наши головы, времени для оповещения и эвакуации останется меньше суток. Это ещё повезло бы, упади он в пустыне или безлюдном месте, а вот эвакуация городов-миллионников, да ещё в условиях неизбежной паники, — большая проблема!

При этом все разговоры об отражении астероидной угрозы, увы, остаются разговорами, и реальных проектов, воплощаемых «в железе», до сих пор не существует. В то время, когда могущественные державы меряются военными достоинствами, нам всем, возможно, предстоит в очередной раз убедиться в правоте пословицы «Пока гром не грянет, мужик не перекрестится». С той разницей, что можно и не успеть перекреститься…

Между тем поражающие воображение и невольно вызывающие опасения события происходят и без вмешательства небесных странников. Возобновились тектонические процессы, раздирающие Африку на части. Речь идёт о гигантской трещине, идущей через территории Эфиопии, Сомали, Кении и Танзании. Недавно эта трещина напомнила о себе в Кении. Недалеко от Найроби, столицы этой африканской страны, она увеличилась до десятка метров (а в глубину — до двух десятков), почти разрушив дорогу. Видимая часть трещины составляет около 60 километров. Но гораздо опаснее её невидимая часть.

Дело в том, что по этой трещине проходит граница двух тектонических плит, которые медленно, но верно расходятся в стороны. Разумеется, говорят учёные, полный разрыв произойдёт не скоро, лет этак через пятьдесят миллионов. Но как и когда будут протекать сейсмические процессы — сиречь землетрясения — предсказать пока невозможно. Не исключено, что ближайшие поколения африканцев могут спать спокойно, но равным же образом не исключено, что вспышки активности могут начаться хоть завтра, и появившиеся на поверхности трещины — тому свидетельство!

Между тем тектонические, в переносном, естественно, смысле, события начались совершенно в другой области. Но повлиять на судьбы людей в частности и человечества в целом они могут не в меньшей, если не в большей степени, по сравнению с «обычными» землетрясениями.

В конце прошлого года американские учёные провели первое генетическое редактирование человеческого организма, причём, как говорится, напрямую в теле, через капельницу, вливая миллиарды недостающих генов. Житель штата Аризона, некто Брайан Мадо, дожил до 44 лет страдая так называемым синдромом Хантера. Другое название этой наследственной и неизлечимой до сих пор болезни — мукополисахаридоз II типа. Не вдаваясь в детали, скажем, что люди с таким заболеванием не доживают и до 20 лет, поскольку у них повреждён ген, отвечающий за ферменты, расщепляющие сложные углеводы. Они накапливаются в организме и фактически отравляют его, и в итоге закупорка дыхательных путей или сердечная недостаточность убивает больного.

Брайан Мадо — редчайший случай, когда человек с такой болезнью, да ещё переживший 26 операций, достиг пятого десятка лет. Еженедельное внутривенное вливание необходимого фермента на протяжении 15 лет позволило ему продержаться до времени, когда стало возможно применить на человеке метод так называемых «цинковых пальцев». Речь идёт об использовании белковых структур, содержащих ион цинка, а по внешнему виду фрагмента с этим ионом — реально похожих на пальцы. Попадая в организм, эти «пальцы» как бы вцепляются в необходимое место в ДНК, разрезают его и вставляют здоровый ген. То есть в тело больного достаточно один раз ввести огромное количество своего рода нанохирургов.

По сообщению врачей из клиники города Окленд (Калифорния), где была проведена операция, всё прошло успешно, и первые результаты должны проявиться через несколько месяцев, то есть в наши дни.

Интересно, что метод «цинковых пальцев» считается менее продвинутым и перспективным, чем генетическое редактирование по методу CRISPR/Cas9 (с публикациями о нём можно было познакомиться на страницах нашего журнала), использование которого в человеческом организме запрещено, в том числе и в нашей стране. Напомним вкратце, что речь идёт об обнаруженной несколько лет назад собственной иммунной системе бактерий, базирующейся на CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), то есть о неких последовательностях ДНК антивирусного защитного механизма бактерий. Палиндромные — одинаково читающиеся справа налево и слева направо — группы позволят извлечь из человеческого ДНК конкретные участки и заменить их на те, которые интересуют учёных. Так, например, ведутся работы по излечению повреждённых генов, из-за которых разрушается сетчатка глаза и наступает слепота. Эксперименты на животных дают впечатляющие результаты.

И вот недавно выяснилось, что крупные китайские клиники уже три года проводят эксперименты по изменению генома человека с помощью CRISPR/Cas9. Хотя законодательство многих стран пока ещё запрещает работы в этом направлении, в КНР этические комитеты некоторых крупных клиник получили разрешение экспериментировать с добровольцами. Подсчитано, что с 2015 года и до наших дней работы по изменению генома человека проводились почти на 90 волонтёрах. Речь идёт в основном о больных раком. Например, в конце 2016 года в Китае провели эксперимент по лечению агрессивного рака лёгких. У больного изъяли иммунные клетки и отключили в них ген, подавляющий борьбу со злокачественной опухолью. После успешной модификации генома клетки были возвращены в организм.

Что характерно — шумиху вокруг китайских экспериментов подняло американское издание Wall Street Journal. И основной пафос публикаций в том, что, имея возможности проводить опыты на людях, китайские учёные могут быстро обогнать американских на этом направлении генетических исследований. Конкуренция, одним словом…

Оптимисты полагают, что методика CRISPR/Cas9 позволит создать мир без болезней. Пессимисты — что вмешательство в человеческий геном — дорога в ад, полный новых неизлечимых заболеваний, супербактерий, не боящихся никаких лекарств, людей, скрещенных с животными или растениями. В любом случае мир сильно изменится.

Между тем мир сильно изменится, как только эволюция квантовых компьютеров сделает очередной шаг по наращиванию своих возможностей. Мы уже рассказывали в нашем журнале, чем отличается квантовый компьютер от обычного. Напомним лишь, что основная ячейка информации сейчас это «бит», который может находиться лишь в одном из двух состояний, тогда как элемент квантового компьютера «кубит» находится во всех состояниях одновременно. Что даёт качественный скачок не только производительности компьютера, но и его «архитектуры», позволяющей решать доселе нерешаемые задачи.

Сейчас идёт гонка за компьютер на базе 50 кубитов. В этой гонке принимают участие такие монстры современной IT-индустрии, как Google, IBM, Intel и другие. Наши учёные, первоначально располагая некоторым преимуществом (первый 8-кубитовый компьютер был создан у нас в Зеленограде), несколько отстали, но сейчас готовы к рывку, поскольку число 50 — необходимое и достаточное для создания реального прототипа квантового компьютера для решения конкретных задач, в том числе и наращивания мощности такого устройства.

Недавно принято решение о формировании специального консорциума, в который войдут академические НИИ и университеты, имеющие опыт разработок в этой области, государственные фонды и потенциальные заказчики квантовых технологий.

За пять лет предполагается освоить инвестиции в объёме около 900 миллионов рублей. Работа будет вестись по принципу распределённой сетевой структуры, что упростит системное взаимодействие между командами разработчиков и потенциальных потребителей. Большое значение имеет не только создание машины «в железе», но и разработка соответствующего математического и программного обеспечения.

Участники консорциума считают, что за обозначенный срок им удастся создать квантовый компьютер и опередить своих западных «партнёров». Вполне возможно. Но в чём мы можем быть стопроцентно уверены, так это в том, что деньги будут освоены в полном объёме.

Между тем любителям сладкого стоит насторожиться — приблизительно через 30 лет, а может, и скорее, столь любимый нами шоколад (о котором вы могли прочитать в предыдущем номере «НиР») может исчезнуть.

Дело в том, что какао-бобы растут на деревьях в особой тропической зоне, приблизительно на 20 градусов к югу и северу от экватора. Деревья довольно-таки капризные, им требуются стабильные температура, количество осадков и влажность, причём не сезонно, а весь год. Но если верить информации Национального управления океанических и атмосферных исследований США, то рост температуры всего лишь на 2,1 градуса на протяжении этих 30 лет, причиной которого является глобальное потепление, приведёт к гибели этих деревьев, а стало быть, и шоколаду конец. Нам не привыкать к заменителям и всяким соевым батончикам времён «босоногого детства», но всё же обидно.

С одной стороны, опасения вроде бы справедливы, поскольку более половины мирового производства какао обеспечивают всего две страны в Западной Африке. Это Кот-д’Ивуар и Гана. Если тенденции потепления будут оставаться такими же, то в ближайшие десятилетия эти страны не смогут выращивать шоколадные деревья. А к 2050 году рост температуры заставит либо сдвинуть районы производства какао-бобов в горную местность, экологически пока ещё неповреждённую, либо направить силы на сохранение умирающих экосистем и забыть про шоколад.

С другой стороны, учёные из Калифорнийского университета сейчас работают над проектом адаптации шоколадных деревьев к климату с повышенным температурным режимом. Как пишет известное издание The Independent, в настоящий момент американские учёные изучают возможность использования технологии «редактирования» генов CRISPR/Cas9 для создания новых сортов шоколадных деревьев.

Вот тут возникают смутные сомнения — что если с потеплением, как уже мы говорили не раз, ошибочка вышла, а геном шоколадных деревьев уже будет необратимо изменён? И как отразится на потребителях «улучшенный» шоколад в долговременной перспективе?

У меня нет ответа.

Эдуард ГЕВОРКЯН