Kategorie
Nauka

Jak naukowcy walczą z mikrobami na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej

rakieta kosmiczna
Możesz pomyśleć, że tył lodówki jest szorstki i trudny do czyszczenia, ale wyobraź sobie, o ile gorszy może być problem, gdybyś był w kosmosie. Rosyjska stacja kosmiczna Mir znana jest z wyszukiwania bakterii i grzybów (za pośrednictwem PubMed), a Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS) jest również znana z tego, że zawiera wiele różnych bakterii (za pośrednictwem PubMed). Dobrą wiadomością jest to, że nie musisz się martwić superbakteriami znajdującymi się w kosmosie, ponieważ bakterie występujące w kosmosie nie są bardziej niebezpieczne niż te występujące na Ziemi.

Jednak agencje kosmiczne nadal chcą znaleźć sposób na uchronienie ISS od bakterii i grzybów, aby astronauci nie zachorowali. „Ponieważ układ odpornościowy astronautów jest tłumiony przez mikrograwitację, populacje drobnoustrojów podczas długich misji kosmicznych” – powiedziała badaczka z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Małgorzata Holynska. Przyszły termin będzie musiał być ściśle kontrolowany”. „Dlatego też Wydział Fizyki i Chemii Materiałów ESA współpracuje z Istituto Italiano di Tecnologia, IIT w celu zbadania materiałów przeciwdrobnoustrojowych, które można dodać do wewnętrznych powierzchni kabiny”.

Pomysł polegał na stworzeniu powłoki, którą można by nakładać na różne części stacji kosmicznej w celu neutralizacji bakterii. Naukowcy opracowują powłokę, która reaguje ze światłem ultrafioletowym, rozkładając cząsteczki wody w powietrzu. Tlen jest rozkładany na wysoce reaktywne cząsteczki zwane wolnymi rodnikami tlenowymi, które mają zdolność neutralizowania wszystkich rodzajów bakterii. Inny badacz, Mirko Prato z IIT, wyjaśnia: „Bakterie są dezaktywowane przez stres oksydacyjny generowany przez te rodniki. „Jest to zaleta, ponieważ dotyczy wszystkich mikroorganizmów bez wyjątku, więc nie ma szans, że zwiększymy odporność bakterii w taki sam sposób, jak materiały odporne na niektóre bakterie”.

Wyzwania dla środowiska kosmicznego

Projektowanie dla przestrzeni kosmicznej może oczywiście czerpać inspirację z technologii naziemnych, ale przy projektowaniu rozwiązań stacji kosmicznych należy wziąć pod uwagę dodatkowe względy. Na przykład technologia przeciwdrobnoustrojowa musi być bezpieczna w środowiskach zamkniętych, w których astronauci korzystają z systemów recyklingu wody.

„Powłoki antybakteryjne na Ziemi zwykle wykorzystują srebro, ale tutaj chcemy się bez niego obejść” – wyjaśnia Małgorzata. „Problem polega na tym, że w zamkniętej przestrzeni kosmicznej długotrwałe narażenie na działanie srebra może mieć negatywny wpływ na zdrowie astronautów – nie chcemy, aby metale ciężkie gromadziły się w atmosferze, np. woda na pokładzie”. Rzeczywiście, narażenie na zbyt dużą ilość srebra w wodzie może prowadzić do problemów zdrowotnych, takich jak podrażnienie skóry i oczu, co nie jest dobre dla astronautów.

Naukowcy próbują zastąpić srebro substytutem tlenku tytanu. Ten związek ma tę zaletę, że jest stabilny w czasie, więc nie rozkłada się zbyt szybko. Ale zanim będzie można go użyć na całej stacji kosmicznej, naukowcy muszą zobaczyć, co się stanie, gdy ulegnie awarii, ponieważ chcą mieć pewność, że produkty uboczne utleniania bakterii nie są szkodliwe. Innym wymaganiem jest, aby powłoka była nakładana na wszystkie rodzaje materiałów, takich jak szkło, metal i tkanina. Warstwa musi być na tyle cienka, aby nie wpływała na właściwości materiału, na przykład przez zmniejszenie elastyczności tkaniny. Aby to osiągnąć, testowane powłoki są niezwykle cienkie i mają grubość milionowych części milimetra.

Oprócz powłoki z tlenku tytanu opracowanej w ramach projektu PATINA, Europejska Agencja Kosmiczna poszukuje również innych metod utrzymania stacji kosmicznej w czystości. Niektóre inne pomysły na czystość obejmują opracowanie powłok dla materiałów, które odpychają wszelką wodę, aby zapewnić, że drobnoustroje nie mają wilgoci, która wspomagałaby ich rozwój. Istnieją również pomysły projektowe dotyczące wykorzystania reakcji elektrostatycznych do utrzymania czystości lub znalezienia związków, które zabiją bakterie bez szkody dla astronautów.

Ważnym czynnikiem, który badacze muszą zrozumieć podczas opracowywania tych technologii, są błędy, przed którymi starają się chronić. W rezultacie ISS przeprowadza eksperymenty, takie jak zestaw paneli kontrolnych, których astronauci są zachęcani do częstego dotykania (za pośrednictwem ESA). Pięć płytek jest wykonanych z różnych materiałów, a kiedy wrócą na Ziemię, naukowcy będą mogli zobaczyć, które mikroorganizmy są uwięzione w każdej płytce i jak długo trwają. Naukowcy mają nadzieję, że odkrycia przydadzą się nie tylko w kosmosie, ale mogą również pomóc w opracowaniu technologii przeciwdrobnoustrojowych, które będą mogły być wykorzystywane w placówkach medycznych na Ziemi.

Dodaj komentarz