Как сделать так, чтобы люди не подвергались негативному воздействию радиации?

Используйте контрольные суммы .

Контрольная сумма — это инструмент информатики, используемый для предотвращения ошибок хранения или репликации. В вашем случае у вас будет какой-то алгоритм, который преобразует последовательность ДНК в уникальный код. Затем вы сохраните это значение. Затем, когда происходит шаг репликации ДНК, он сначала проверяется по сохраненной контрольной сумме. Если это неверно, клетке необходимо опросить своих соседей на предмет «хорошего» значения ДНК и заменить его.

Возможные проблемы:

1. Это предполагает способность к генной инженерии, которая сомнительна для ваших временных рамок. Помимо изменения генов, здесь вы создаете совершенно новые процессы с нуля. Однако это может быть возможно с теми вычислительными ресурсами, которые у нас будут через 100 лет.
2. Это почти полностью устранит нормальные мутации. Если ваши колонисты потеряют свою генетическую технологию, они «застрянут» со своим текущим генетическим кодом, пока не разработают его заново. Это может плохо сказаться на долгосрочном (миллионы лет) выживании вида.
3. Достаточное радиационное повреждение перегрузит систему, поскольку клетки не смогут восстановить «хорошую» версию последовательности ДНК.
4. Шаги по исправлению и проверке не бесплатны, поэтому это, вероятно, немного увеличит метаболические потребности ваших колонистов — им потребуется немного больше еды и кислорода. Я сомневаюсь, что это будет значительным - вероятно, менее 1% при нормальных обстоятельствах, но увеличивается по мере того, как они получают больше радиационного урона.

Оторвать его от чего-то, что работало миллионы лет, чтобы получить его.

Бактерия deinococcus radiodurans является экстремофилом. Он может пережить холод, обезвоживание, вакуум, кислоту и ионизирующее излучение. На самом деле это организм с одной из самых высоких известных радиорезистентностей . Например, этот парень может получить острую дозу 5000 Гр . Для 50% вероятности смерти человек может получить только 4,5 Гр . Чтобы дать ему 37% шансов на жизнь, его нужно обработать дозой 15 000 Гр.

Как оно работает?

У него несколько копий генома и уникальный механизм быстрого восстановления ДНК.

Обычно он восстанавливает разрывы в своих хромосомах в течение 12–24 часов посредством двухэтапного процесса. Во-первых, D. radiodurans воссоединяет некоторые фрагменты хромосом с помощью процесса, называемого одноцепочечным отжигом. На втором этапе несколько белков исправляют двухцепочечные разрывы посредством гомологичной рекомбинации. Этот процесс не вносит больше мутаций, чем обычный раунд репликации.

Мало того, они могут взять ДНК из других клеток, если их собственная слишком повреждена, они даже сначала восстановят ее.

D. radiodurans способен к генетической трансформации - процессу, при котором ДНК, полученная из одной клетки, может быть поглощена другой клеткой и интегрирована в геном реципиента путем гомологичной рекомбинации. Когда повреждения ДНК (например, пиримидиновые димеры) вводятся в донорскую ДНК с помощью УФ-облучения, клетки-реципиенты эффективно восстанавливают повреждения в трансформирующей ДНК, как это происходит в клеточной ДНК при облучении самих клеток.

Другое использование

Эти бактерии настолько хорошо восстанавливают свою ДНК, что их рассматривают как долговременное хранилище информации, способное пережить ядерную катастрофу.

В 2003 г. американские ученые продемонстрировали, что D. radiodurans можно использовать в качестве средства хранения информации, способного пережить ядерную катастрофу. Они перевели песню «Это маленький мир» в серию сегментов ДНК длиной 150 пар оснований, вставили их в бактерии и смогли безошибочно извлечь их через 100 поколений бактерий.

Как его оторвать?

Механизм репарации ДНК этой бактерии был воспроизведен для сборки фрагментов ДНК в хромосомы, конечной целью является создание синтетической формы жизни Институтом Крейга Вентера. Тогда не было бы невозможно, чтобы искусственные люди могли включить эти механизмы в свои собственные клетки.

Если ваш космический корабль сталкивается с очень сильным источником радиации, таким как гамма-всплеск , игра окончена. ("Экипаж мертв, погиб в результате утечки радиации. Единственные выжившие - Дэйв Листер, который во время катастрофы находился в анабиозе, и его беременная кошка...")

В противном случае экипаж подвергнется длительному воздействию умеренного уровня радиации. Основная опасность от этого заключается в ошибках в репликации ДНК, которые могут вызвать рак и/или врожденные дефекты в следующем поколении.

В человеческом организме уже есть сложные механизмы , обеспечивающие точность репликации ДНК, уничтожение опухолей при их появлении и прекращение имплантации и вынашивания нежизнеспособного эмбриона. Если бы вы могли улучшить эти механизмы, у вас было бы лекарство от рака; поэтому они являются очень активной областью исследований.

К несчастью для нас, оказалось, что вылечить рак сложно; но в научно-фантастическом сценарии вы могли бы постулировать некоторые удивительные прорывы в профилактике рака. Они послужат для защиты экипажа вашего космического корабля от наихудшего воздействия фоновой радиации.

Восстановление ДНК

Как я писал в своем ответе на «Радиационное внезапное прекращение», ключом к выживанию при радиации является эффективное восстановление ДНК, о чем также упомянул @bowlturner.

Наиболее ярким примером этой способности является Deinococcus radiodurans . Возможно, вы знаете, что в человеческом геноме уже есть бактериальная ДНК , поэтому вполне вероятно, что люди могут быть генетически модифицированы, чтобы получить радиационную устойчивость deinococcus radiodurans.

Редактировать:

К счастью, у меня только что появилась другая идея относительно вашей проблемы, так что я могу внести свой вклад помимо простого цитирования себя.

Вот так:

Зачем тебе корабль поколений?

Если корабль генерации не является частью вашего сюжета, вы также можете иметь автоматизированный корабль с роботами в режиме ожидания. Вместо людей вы перевозите только их ДНК в маленьком радиационно-защищенном контейнере. После автоматической посадки на вашу целевую планету роботы активируются и создают вашу популяцию путем экстракорпорального оплодотворения в искусственных матках и доводят их до подросткового возраста.

Таким образом, вам нужно только сохранить ДНК плюс яйцеклетки и сперматозоиды или создать их искусственно.

Вам не понадобится круговая экономика на вашем корабле, то есть не будет сложной инфраструктуры и ресурсов для подпитки инфраструктуры, так что ваши требования к пространству и затраты на техническое обслуживание будут очень и очень низкими.

Конечно, предпосылка всей идеи заключается в том, что загрузка разума / трансгуманизм технически неосуществимы или все еще пугают по сравнению с тем, чтобы позволить человечеству прекратить свое существование только временно ;-)

Есть две вещи, которые вы можете сделать с радиацией: уменьшить ее или уменьшить ее последствия.

Метод уменьшения зависит от типа излучения и энергии излучения. Основная идея состоит в том, чтобы покрыть поверхность человека материалом с очень высоким коэффициентом восстановления, таким как свинец или даже композит.

+----------------------+------------------------+----------------------+
| Material             | Halving Thickness [cm] | Halving Mass [g/cm²] |
+----------------------+------------------------+----------------------+
| Lead                 | 1                      | 12                   |
| Steel                | 2.5                    | 20                   |
| Concrete             | 6.1                    | 20                   |
| Packed soil          | 9.1                    | 18                   |
| Water                | 18                     | 18                   |
| Lumber or other wood | 29                     | 16                   |
| Air                  | 15 000                 | 18                   |
+----------------------+------------------------+----------------------+

Проблема с обшивкой вашего человека в том, что он очень быстро становится очень тяжелым. Эта проблема возникает даже при использовании композитных материалов и тонкого слоя. Средний мужчина имеет площадь поверхности 1,9 квадратных метра, это умножает массу свинца на 22,8 кг, чтобы вдвое уменьшить радиацию.

Есть вторая проблема . Тонкие слои материала будут рассеивать лучи высокой энергии на несколько лучей, вызывая прямо противоположное тому, что вы хотите, они вызовут еще большую ионизацию, чем когда они были одним лучом.

Вместо радиационного «доказательства» используйте эту передовую технологию для «восстановления» повреждений, которые радиация наносит генам. Наиболее опасное излучение, которое убьет вас за короткий промежуток времени, можно довольно легко заблокировать (по крайней мере, до допустимого уровня). Остальное опасно при работе с причинами рака (в основном). Особенно в клетках, которые находятся в организме в течение длительного времени, таких как яйцеклетки в женских яичниках.

Если вы сможете создать ретровирус, который исправит повреждение ДНК, это может предотвратить многие проблемы, вызванные радиацией. Это также могло бы значительно уменьшить старение в качестве побочного преимущества.

http://www.ultramet.com/chemical_vapor_deposition.html

Несколько лет назад я прочитал статью о материалах атом за атомом.

с наноматериалами можно было бы создавать отражающие и преломляющие материалы,

металлические предметы, блестящие, как медь в журнале Discovery, но с керамическим или стеклянным покрытием

свойства т.е. разобьется.

X- или гамма-лучи преломляются и частично отражаются вдали от корабля, и/или поглощаются и

переизлучать его. IE Инфракрасный, или как свет. или другой более желательной длины волны.

можно было бы использовать полупрозрачное наностекло для защиты растений и космических лучей

вместо этого свет излучается на них. впустите желаемый свет, в противном случае его можно превратить в свет, который могут использовать растения. во время длительного космического полета необходима энергия, которая находится в свободном доступе. поэтому фосфор или другие пропитанные наноматериалы, которые защищают ваш гидропонный отсек и перерабатывают нежелательные энергии, например, рентгеновские лучи, для освещения растений и т. д., полезны.

также, вероятно, можно было бы сделать лучшие космические скафандры и легкие / гибкие материалы для защиты от радиации.

«ТОННЫ свинцового щита», но легкие, как шелк, и удобные для носки мягкие наноткани, которые специалисты по реакторам могли бы изготавливать как любую другую одежду.

У нас пока этого нет, но когда-нибудь скоро кто-нибудь найдет способ добавить какое-нибудь микрокристаллическое чудодейственное соединение и сделать ваши джинсы Levi очень стойкими к радиации.

Дело в том, что исследования материалов могут создавать вещи, о которых мы даже не можем себе представить. некоторые сегодняшние технологии ниже, это сногсшибательно.

http://www.sciencedaily.com/releases/2010/01/100120113556.htm Подключите iPod к футболке для питания?

комментарии Я просто заявляю, что с новыми материалами у нас еще нет излучения, которое можно было бы смягчить и/или поглотить и преобразовать в полезную энергию. и я попытался привести несколько актуальных примеров.

в то время как не биологическое решение, имеющее радиационно-стойкую одежду с помощью нового материала, будь то метаматериалы и нано или их комбинация.

общий гамбит управления радиацией, смешивающий различные ответы

некоторые из новых материалов, полученных из атомного осаждения атомов, обладают странными или уникальными свойствами, например лист меди, который разбивается, как стекло,

Дело в том, что если бы кто-то нашел легкую металлическую композицию для радиационной брони, которая была бы такой же легкой, как авиационный алюминий, но блокировала бы больше радиации, чем фунты свинца, в 3-4 раза толще, а вес в 1,100 или меньше сделал бы космический корабль более живучим.

потребуются технологии биорадиационного ремонта,

однако, если можно избежать или смягчить его отсутствие необходимости поглощать столько излучения из-за новых материалов, это тоже хорошо.

есть обработка наночастицами, которая делает хлопок водонепроницаемым. через 10-100 лет кажется, что возможность обрабатывать хлопок, чтобы он защищал от радиационного облучения, не так уж немыслима, не только полезна для персонала космических полетов, но и для служб быстрого реагирования или даже для специалистов по рентгеновскому излучению, или персоналу ядерного реагирования.

(также так привык к html.... и нет общей уценки от взгляда к взгляду, т.е. обмен стеками github и т. д. старый добрый html, своего рода уценка оспаривается)

и простите мою поспешность в исходном разделе, там нет поста в качестве чернового варианта ответа, я довольно быстро думал о том, какие новые чудо-материалы, вероятно, возможны в ближайшем будущем, которые могли бы помочь.

A: поглощать и изменять излучение на что-то полезное, т.е. электричество , или восстанавливать фотоны света, т.е. специальное нано-стекло, т.е. залив гидропоники, предназначенный для использования солнечного света на планетарных орбитах, или принимать столько звездного света/излучения и преобразовывать его в растения. легкий.

B: Улучшенная радиационная защита с новыми типами металлов или принудительное атомарное структурирование кристаллических структур. корабль должен быть легким, но материал с 6 футов? смягчения/преломления/отражения/переизлучения свинца в виде тепла/и т.д. или и т. д., но все же очень легкий, был бы благом. CVD или аналогичная технология сейчас находится в зачаточном состоянии, но также не немыслима. некоторая новая радиационная броня корпуса была бы полезна, особенно легкий вес и отличная защита.

C: новая одежда или обработка одежды , удобная одежда, т. е. хлопок или другие удобные материалы, которая обеспечивает защиту или преобразует космические лучи и т. д. в свет, который мы можем использовать в море и т. д., когда это возможно, имея некоторые усиленные защиты без радионного костюма, который громоздкий и не очень комфортно в «нормальных» условиях, что обеспечило бы большую степень защиты, если бы произошло событие, которое могло бы выиграть время, чтобы попасть в зону радиационного экрана, выйти в открытый космос и т. д. обычная повседневная обработанная одежда должна обеспечивать комфорт и высокую степень радиационной защиты без пользователи должны быть заинтересованы.
Т.е. если бы у вас были обычные ткани, которые обеспечивают защиту на уровне свинцового фартука, но такие же, как ваша футболка или толстовка, то есть легкие и удобные, как повседневные товары, которые могут обеспечить хорошую защиту, большинство вряд ли заметит.