Одним из осложнений, вызываемых коронавирусами, является тяжёлый острый респираторный синдром (ТОРС), более известный как атипичная пневмония. Впервые она была зафиксирована в южно-китайском городском округе Фошань в ноябре 2002 года. Вскоре был выявлен и её возбудитель — SARS-CoV. А спустя полгода — в мае 2003-го в авторитнейшем научном медицинском журнале The Lancet появилось письмо физика, астронома и астробиолога Чандры Викрамасингхе. В нём он утверждал, что новая инфекция имеет не зоонозное происхождение. Её мы получили вовсе не от подковоносых летучих мышей через промежуточного носителя — цивет, а напрямую из космоса.

В качестве аргумента Викрамасингхе приводил анализ пандемии «испанского гриппа» в 1917-1919 годах, унесшей миллионы жизней. «Испанка» распространялась волнами: первая, почти не замеченная, зимой 1917 и весной 1918, а затем вторая — летальная — нахлынувшая на весь мир за очень короткий срок. Её эпидемиологические характеристики были довольно необычными. Заболевание почти одновременно появилось сразу же во множестве довольно удаленных мест на Земле, после чего довольно медленно распространялась лишь внутри локальных зон от одного человека к другому, вполне в рамках эпидемиологических моделей.

Столь быстрое появление «испанки» во всех уголках Земли, включая изолированные арктические поселения на Аляске, невозможно объяснить иначе, чем выпадением вирусных частиц из стратосферы. Ведь в то время не существовало пассажирских самолетов и развитого авиасообщения, железнодорожный транспорт был развит лишь в отдельных регионах, а плавания занимали недели и месяцы.

С точки зрения Викрамасингхе, точно так же началась и эпидемия атипичной пневмонии, когда новый, доселе неизвестный вирус прибыл из космоса и приземлился без предупреждения к востоку от Гималаев, где наблюдается наименьшая толщина стратосферы. От её же динамики будет зависеть и появление новых очагов инфекции, не связанных напрямую с Китаем, а также сезонность заболеваемости.

Вторжение похитителей тел

Буквально в следующем номере The Lancet появилось сразу три отклика на письмо Викрамасингхе, камня на камне не оставивших от его гипотезы. Однако с началом вспышки COVID-19 в Ухане, Викрамасингхе, будучи профессором Кардиффского университета в Уэльсе, вновь появился на сцене. Он заявил, что 11 октября 2019 на севере Китая очевидцы сообщали об огненной вспышке в небе, которая, вероятнее всего, была вызвана вхождением в стратосферу и взрывом метеороида.

Обычно углеродистый метеороид влетая в мезосферу на скорости 30 км/с сгорает, но очень часто его внутреннее ядро сохраняется и рассеивается в виде мелкодисперсной пыли в стратосфере и тропосфере. Если метеороид нёс в себе груз из вирусных частиц или спор бактерий, то есть шанс и на их выживание, а значит в течение нескольких месяцев они могли выпасть вместе с сохранившимися частицами в разных регионах Китая, что и вызвало эпидемию.

Викрамасингхе поддержал и заведующий отделом Института медико-биологических проблем РАН Вячеслав Ильин. Он тоже считает, что вирусы вполне могут десантироваться на нашу планету из космоса, но это нужно подтвердить экспериментально. Поэтому его институт планирует серию опытов в 2023-2024 годах на орбитальном космическом аппарате «Бион-М №2»

В рамках эксперимента «Метеорит» на внешней стороне спускаемого аппарата прикрепят имитирующие метеориты камни с лунками, в которые поместят выдерживающих высокую температуру бактерий и цепочки нуклеотидов (из них состоит РНК вирусов и ДНК всех живых существ). Если бактерии смогут выжить и достичь Земли, а генетический материал сохраниться, то по крайней мере в отношении потенциального механизма доставки Викрамасингхе может быть прав.

Но всё-таки главное возражение против всех его доводов — SARS-CoV-2 генетически крайне схож с другими известными нам коронавирусами. Кроме того, даже термофильные бактерии живут в диапазонах температур от 40 до 122 градусов Цельсия, а при входе в атмосферу Земли метеороид из-за трения разогревается до 1600-1700 градусов Цельсия и даже если на нём есть какая-то органика, то она вряд ли выживет.

Верхом
на метеороиде

Впрочем, разумное зерно в выкладках Викрамасингхе есть. Давно известно, что существуют грибы базидиомицеты, размножающиеся благодаря отстрелу своих спор со значительным ускорением. Их поэтому ещё называют баллистоспорами. И вот не так давно выяснилось, что баллистоспоры способны во влажной атмосфере формировать вокруг себя водяные капли. Из-за ветров гигантские объёмы спор накапливаются на большой высоте. Там они собирают огромное количество влаги, образуя аэрозоль и провоцируя выпадение ливневых дождей.

Один гриб из отдела базидиомицетов способен продуцировать до 30 000 баллистоспор в секунду. В исследовании 2007 года было показано, что ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается не менее 50 миллионов тонн спор, что составляет, примерно, 1000 спор на каждый квадратный миллиметр поверхности нашей планеты. Помимо спор грибов в атмосфере наблюдаются и другие биогенные аэрозоли — из пыльцы и спор растений. Все вместе, особенно в тропических зонах, таких как бассейн Амазонки или юг Китая, они могут становиться основой для формирования дождевых туч и последующих осадков.

Отсюда следует, что споры растений и грибов вполне могут переносить на себе бактерий и высаживать их вместе с дождём в удаленных регионах. Вероятен и перенос внутри спор вирусов растений. Тем не менее, долговременное выживание вирусных частиц, обитающих в животных и человеке, в подобных условиях почти невозможно, поэтому принимать такой источник заражения эпидемиологи в расчёт вряд ли когда-либо будут.

Заклинатели дождя

Ну а что если всё наоборот? И вирусы, и бактерии не прилетели из космоса, а мы сами на своих космических кораблях разносим их на другие планеты? Что, если мы уже много лет основываем колонии на Луне и Марсе, высаживаем там первых поселенцев и просто ничего пока об этом не знаем? Действительно, проблема загрязнения исследовательских космических аппаратов земными микроорганизмами волнует ученых и инженеров с момента начала межпланетных экспедиций, однако, способность к выживанию наших земляков в инопланетных условиях долгое время недооценивалась.

Так, обычные земные бактерии оказались способны пожирать ядовитые марсианские перхлораты в лабораториях и комфортно жить в перхлоратной среде под поверхностью пустыни Атакама. Даже ультрафиолет — а на Марсе нет озонового слоя — им часто не страшен. Целая серия экспериментов показала, что в условиях давления в 1/160 от земного, как на поверхности Марса или высоко в земной стратосфере, многие археи — древнейшие одноклеточные организмы — не только успешно выживают, но и размножаются. Более того, если их поместить под давление до 1 200 атмосфер — больше, чем на дне Марианской впадины и, предположительно, столько же, как на дне глубочайших подповерхностных озер Марса, то и там они вполне успешно продолжают деление.

Ну и наконец, бактерии и археи настолько «жесткие парни», что спокойно выдерживают даже ускорения в десятки тысяч g. Их выстреливали в стену из пневматической пушки со скоростью до нескольких километров в секунду, но они всё равно оставались жизнеспособны. Кстати, именно с такой скоростью исследовательские космические аппараты после схода с орбиты врезаются в чужие планеты.

Захватчики
с Земли

К несчастью, в эпоху первых шагов по изучению Марса автоматическими станциями ученые ещё не подозревали, насколько живучи земные микроорганизмы. Во время подготовки полёта советской автоматической межпланетной станции «Марс-3» её спускаемый аппарат было решено полностью стерилизовать — как раз для того, чтобы избежать высадки нежелательных гостей на поверхность Красной планеты.

Работами по обеззараживанию руководил видный советский микробиолог, академик Александр Имшенецкий. Он предложил для дезинфекции использовать газ, фумигант бромметан, радиацию и нагревание до высоких температур. Все эти процедуры были успешно реализованы по отношению к отдельным деталям спускаемого аппарата, однако после финальной сборки его больше не обрабатывали.

Для предотвращения загрязнения земными микроорганизмами лэндер «Марса-3» собирали в специально созданной «чистой комнате», однако её стандарты были далеки от современных. Она была оборудована фильтрами, через которые пропускали воздух под низким давлением, и ультрафиолетовыми антибактериальными кварцевыми лампами. Как мы понимаем сейчас, этих мер совсем недостаточно, чтобы уничтожить всех микробов, но на тот момент они были единственно возможными.

Так что сегодня мы с большой долей уверенности можем говорить — первых жителей СССР, хоть и без паспорта, на чужую планету скорее всего завез «Марс-3». В 1971 году именно он достиг Красной планеты и впервые в мире смог совершить на её поверхность относительно мягкую посадку. А через пять лет после того, как на Марс попали советские микробы или их споры, там, вероятно, высадились и американские, на «Викинге-1». Словно вслед за Юрием Гагариным Джон Гленн.

Советская делегация

Строго говоря, полная стерилизация космических аппаратов вряд ли вообще достижима. Обычно специалисты говорят, что достигают значений 99.9999% уничтоженных микроорганизмов. Но они не учитывают феномен фотореактивации, когда видимый свет восстанавливает ДНК микробов, поврежденное ультрафиолетовым излучением.

Кроме того, любая аппаратура и посадочные модули — это не просто листы бумаги, а сложные поверхности с множеством выступов и мёртвых зон, куда ультрафиолет просто не может попасть. Пыль и жирные пленки на поверхности кварцевых ламп также способны уменьшить гермицидное воздействие ультрафиолета.

Космические технологии на службу землянам

По-настоящему эффективным считается только нагрев до предельных температур. Обычно хватает двух часов нагрева при температуре 160 градусов Цельсия или от 6 до 12 минут (в зависимости от формы объекта) при температуре 190 градусов Цельсия. Проблема в том, что это точно выведет из строя электронику и многие другие компоненты лэндера. Значит требуется совершенно иной подход.

И его предложили в 2015 году — использовать ионизированный газ, или по-простому, по-физически — плазму. У неё масса преимуществ: высокая скорость обработки, способность плазмы попасть в самые укромные уголки, трещинки и углубления аппаратуры, безопасность для электроники и других компонентов. Как заявила исследовательница плазмы Екатерина Штапельманн, ионизированный газ за пять минут инактивирует до 100 млн спор бактерий, убивает грибы и прионы, разрушая ДНК и денатурируя белки.

Сейчас же, в условиях пандемии, руководство Европейского космического агентства (ЕКА) готово бесплатно передать технологии плазменной дезинфекции для использования в больницах и госпиталях, чтобы снизить число осложнений и внутрибольничных пневмоний, помочь врачам защитить себя и остаться в строю на долгое время. Так космос может вновь помочь человечеству.