太空中的微生物:空间站如何保持清洁?

新浪科技新闻北京时间5月5日，宇航员在进入国际空站时携带了大量来自地球的细菌，他们将如何防止这些微生物造成灾难？

1998年，俄罗斯和平号空站的轨道运行时间来到第12年，开始出现老化迹象。频繁停电、电脑故障、气候控制系统泄漏等。都是不时会遇到的问题。然而，当宇航员进行研究并评估分享他们生命的微生物类型空时，他们得到了一个非常意想不到的发现。

他们打开了一个检查面板，发现了几滴泥水——每滴都有一个足球那么大。随后的分析表明，水滴中充满了细菌、真菌和螨虫。更令人担忧的是，一些微生物大量繁殖，已经开始侵蚀空站窗户周围的橡胶密封。其他微生物分泌酸性物质，正在慢慢腐蚀电缆。

“Tai 空”号舱从地球发射到和平号空站的每一个舱几乎都是“天衣无缝”的，由工程师们戴着口罩、穿着防护服在干净的房间里组装而成。当来自世界各地的男女宇航员进入空空间站实验室时，他们把许多不受欢迎的生命带进了轨道。

我们和微生物分享我们的身体，它们伴随我们一生。据估计，我们体内一半以上的细胞不是人类细胞，而是由各种微小的生物组成，从肠道中的细菌到吃我们死皮的螨虫。大多数微生物不仅无害，而且是健康保护所必需的，使我们能够消化食物和抵抗疾病。无论我们去哪里，我们都会带上微生物。在Tai 空中，他们会像人类一样继续学习和适应Tai 空的生活。

国际空间站可能是人类建造的最昂贵的建筑，需要宇航员们像对待自己家一样精心维护国际空站可能是人类建造的最昂贵的建筑，需要宇航员像自己的家一样小心维护。

奥地利格拉茨医科大学微生物学家克里斯汀·莫伊斯-埃辛格尔(Kristen Moisl-Essinger)最近领导了一项由欧洲局空进行的研究，利用宇航员在空空间站收集的样本来分析国际空间站的微生物群落。“Tai 空是一个非常紧张的环境，不仅仅是对人类而言，”她说。“飞泰空会给宇航员带来压力，我们想知道这些微生物是否也会受到压力而产生不良反应。”

她的研究很及时。2000年11月，第一批宇航员登上了国际空空间站。到今年11月，人类在国际站空的连续工作时间将达到20年。在全世界都在对抗新型冠状病毒疫情的时候，这项研究提出了一个有趣的问题:如何保护空间站空免受有害微生物的侵害？

在和平号空站进行微生物研究后，生物学家一直担心空站可能还有其他生物存在，特别是一些可能危及空站甚至威胁宇航员生命的微生物。莫伊斯-艾辛格说:“我们想看到微生物群落的遗传组成和变化，因为它们必须经历适应的过程。”

科学家发现，国际空站已经稳定培养了大约55种微生物。虽然没有重力，但这些细菌、真菌、霉菌、原生动物和病毒已经很好地适应了太空环境。

“它们对抗生素没有表现出更强的耐药性，也没有其他可能对人类有害的特征，”莫伊斯-埃辛格说。"但是我们确实发现它们适用于所有的金属表面."

这些能吞噬金属的微生物被称为“技术爱好者”。像和平号上的微生物一样，它们可能对国际空站的各种系统造成长期风险。“从长远来看，这可能会给空站的合理和安全管理带来困难，”莫伊斯勒-埃辛格尔说。

宇航员需要帮助来控制国际空间站的微生物数量。宇航员每周用抗菌抹布擦拭物体表面，用吸尘器吸走所有散落的碎片。这是日常最重要的“家务”，可以保持厨房区域的清洁，防止出汗的运动器材和实验器材发霉。

像“好奇号”这样的火星漫游车是在洁净的房间里组装的，这样它们就不会将地球微生物带到火星表面像好奇号这样的火星漫游车是在干净的房间里组装的，这样它们就不会把地球微生物带到火星表面

“在一定程度上，我们不得不依靠宇航员做家务，”欧洲空局生命支持系统研究负责人克里斯托弗·拉苏尔(Christopher Lasseur)说，“但我们也通过技术手段过滤空气体，以保持水的清洁。”

从和平号上吸取的经验教训已应用于国际空站的设计和运行，包括使环境更加干燥，使空气体更加循环，以及通过持续的微风将灰尘吹向过滤系统。

“国内和国际空站的主要区别在于，这里的灰尘不会沉积，而是会堆积在通风口，”拉苏尔说。“此外，任何其他物体，如铅笔或眼镜，都会被吹到空空气过滤器。”事实上，任何没有固定在墙上的东西都有移动的趋势。

国际空站的经验表明，人类可以与自己的微生物群落共存，几乎没有不良影响。科学家现在担心的是，当我们离开相对安全的低地球轨道，前往月球和火星时，会发生什么。

“目前，空站位于范艾伦辐射带，因此辐射暴露较少，”拉瑟说。“当我们穿越范艾伦辐射带时，辐射暴露会更强，微生物的进化可能会更快。”

NASA 空目前正在开发下一个空站，作为前往火星和其他目的地的中转站。这是一个月球轨道实验室，叫做“门户”。宇航员将在那里生活几周，然后他们可能会把他们的空放几个月。

“我们必须确保宇航员在离开和返回时不会离开有利于微生物生长的环境，”拉瑟说，“因为后果可能很严重。”

科学家们仍在努力研究人类首次踏上火星表面会发生什么。毕竟送到这个红色星球的东西都很干净，而人类却一直带着微生物。欧洲最新的火星探测器空在英国最干净的房间里组装，工程师们穿着特制的内衣、全身防护服、口罩和两双手套。作为火星探索计划“系外火星”的一部分，探测器预计将于今年晚些时候发射，旨在寻找过去或现在火星上的生命迹象。因此，防止它被地球上的任何生物污染是非常重要的。

对于火星探索来说，人类成了一个大问题。清除宇航员身上的所有微生物痕迹是不可能的，甚至是致命的。那么，我们应该如何防止自己污染火星的原始环境，或者把火星微生物误认为是我们从地球上带来的呢？

“是的，我们体内有许多微生物，但我们不会在火星上裸奔，”欧洲局的行星保护官员格哈德·克米内克说。"宇航员将穿着宇航服来维持他们的生命，并且在宇航服中留下任何污染."

目前面临的挑战是如何防止宇航服外的人类微生物污染火星环境。一个由世界各大机构人员组成的工作组将于今年晚些时候发布保护火星免受人类探测的建议，微生物污染是他们希望解决的问题之一。

当然，更紧迫的问题是如何将火星上的微生物带回地球。目前，将火星土壤和岩石样本带回地球的任务正在进行中，这些样本可能含有生命。

在很多科幻和科幻电影中，来自泰空的细菌或病毒往往会给世界带来毁灭性的后果。对科学家来说，将太多空微生物带回地球有不可知的风险。虽然最新研究表明国际空间站没有危险生物空，但是了解空间站微生物群落的演变空将有助于确保第一批从火星返回的宇航员的安全。

“当宇航员从火星回来时，如果我们在他们的微生物群中有新的发现，那么我们就可以评估这是由潜在的火星生物引起的，还是我们以前在人类飞行中看到的空”克米内克说。

同时，微生物学家也期待在月球上发现一些东西。五十年前，阿波罗宇航员在月球上留下了大约96袋人类排泄物。当人类在未来十年重返月球时，美国宇航局希望取回一些袋子，以查明是否还有微生物活着。如果答案是肯定的，这将标志着我们对人类微生物群落的理解又迈出了一小步。