Китай готовится к запуску одной из своих самых амбициозных миссий на сегодняшний день — и в ходе её реализации может одержать значительную победу. Миссия под названием «Чанъэ-7» ставит перед собой цель стать первой в истории, которая совершит посадку непосредственно на южном полюсе Луны, где она будет искать водяной лёд в тёмных, зловещих кратерах этого региона. То, что там будет обнаружено, может радикально изменить ход гонки между Китаем и США за создание баз на Луне.

«Это потрясающая миссия», — говорит Норберт Шоргхофер, старший научный сотрудник Института планетологии, проживающий на Гавайях. «До сих пор не было ни одной миссии с посадкой, целью которой было бы обнаружение воды [на Луне]». Если Китай успешно завершит эту миссию, он «станет лидером в области лунной науки», — добавляет Шоргхофер. Если не считать пилотируемых посадок «Аполлона», осуществлённых США более полувека назад, «в краткосрочной перспективе они превзойдут всех, включая Соединённые Штаты, в области исследования Луны».

Запуск «Чанъэ-7» — седьмой лунной миссии Китая — запланирован на ракете «Длинный марш-5» с прибрежного космодрома Вэньчан на острове Хайнань. В состав миссии входят орбитальный аппарат, а также посадочный модуль, на борту которого находятся луноход и новый «прыгающий» робот. Космическому аппарату потребуется до шести дней, чтобы выйти на лунную орбиту, где он затем проведёт два месяца, готовясь к посадке в ноябре, которая должна пройти практически в самую точку на южном полюсе Луны. В миссию также включено оборудование от нескольких международных партнёров, что подчёркивает растущее глобальное влияние Китая — как на Земле, так и за ее пределами.

Исследователи увидели, что клетки водорослей подо льдом, когда первые фотоны весеннего солнечного света проникли сквозь темноту арктической полярной ночи, поглощают свет при интенсивности, равной теоретическому минимуму для фотосинтеза — менее одной стотысячной части света солнечного дня.

Большинство жизненных процессов работает на солнечном свете. Фотоны проникают сквозь атмосферу и с жадностью поглощаются организмами, использующими свет в качестве источника энергии, такими как растения и водоросли. В процессе фотосинтеза частицы света запускают клеточную реакцию, в результате которой вырабатывается химическая энергия (в виде сахаров), которая затем передаётся по пищевой цепи в сложной взаимосвязи между травоядными, хищниками, падальщиками, разлагающими организмами и другими участниками экосистемы.

В яркий солнечный день фотонов хватает с лихвой. Но что происходит при слабом освещении? Биологи давно интересуются тем, при каком минимальном количестве света может происходить фотосинтез — или какое количество фотонов с какой скоростью должно поступать, чтобы фотосинтетический аппарат клетки мог преобразовывать углекислый газ в кислород и энергию. Расчёты показали, что теоретический минимум составляет около 0,01 микромоля фотонов на квадратный метр в секунду, или менее одной стотысячной доли от освещённости солнечного дня.

На протяжении десятилетий этот расчёт оставался теоретическим из‑за сложностей, связанных с изучением фотосинтеза в условиях слабого освещения. Никто не мог подтвердить его в полевых условиях, хотя на Земле существует множество мест, куда свет едва доходит. Например, каждую зиму в Арктике на высоких широтах солнце, скрытое из‑за наклона оси Земли, исчезает на несколько месяцев. Метровые слои снега покрывают морской лёд и блокируют поступающий свет, оставляя ледяной океан внизу таким же тёмным, как пространство в гробнице. Биологи предполагали, что фотосинтезирующие микроводоросли, обитающие в воде и льду, на время сезона переходят в состояние покоя и ждут возвращения тепла и света.