由多個(gè)國家共同建設(shè)的國際空間站從1998年以來,已經(jīng)在軌道上運(yùn)行了20年之久,早已超出既定年限10-15年。
正因?yàn)槭褂媚攴葺^長,國際空間站出現(xiàn)了一系列的問題,對宇航員造成不小的困擾。例如,國際空間站中充滿細(xì)菌,科學(xué)家們想盡辦法也無法清除。這個(gè)問題給國際空間站的工作帶來許多麻煩,一直令宇航員們頭疼不已。
空間站中都有哪些細(xì)菌
2018年,法國一家雜志社發(fā)表了一篇名為《國際空間站的昆蟲偷渡者》的文章,文章指出國際空間站中有“臭蟲”,該文章瞬間引發(fā)人們的熱議??臻g站在人們心目中一直是高大上、神秘的形象,“臭蟲”無疑是讓空間站的形象大打折扣。
后來,美國宇航局指出法國記者文中的“臭蟲”并不是真正的蟲子,而是國際空間站中發(fā)現(xiàn)的霉菌。
2017年,宇航員對國際空間站調(diào)查發(fā)現(xiàn),站中長滿了各種各樣的霉菌,不管是犄角旮旯,還是儀器上,全是密密麻麻的霉斑、霉球,尤其是宇航員晾曬衣服的位置,霉菌長出大片黑乎乎的毛,簡直令人不敢相信。
宇航員們甚至說,一踏入空間站就能聞到一股腐爛的氣息,就像一堆爛蘋果放在了地下室中,味道難以言喻。
調(diào)查顯示,空間站中的細(xì)菌超過了55種,其中包括葡萄球菌、泛菌屬、芽孢桿菌,還有多種真菌、霉菌、病毒。可以說,空間站里被微生物充滿,宇航員與這些細(xì)菌朝夕相處。
根據(jù)數(shù)據(jù)來看,真菌群落主要是紅酵母,占整個(gè)群落的40%。隨著時(shí)間的推移,真菌始終保持相對穩(wěn)定。
而最常見的則是葡萄球菌,占群落26%。其次是腸桿菌占群落23%,和芽孢桿菌占群落11%,它們在隨著宇航員的不斷更替而變化
不過,空間站中最讓人煩惱的還是霉菌。霉菌俗稱是“絲狀真菌”,也是“發(fā)霉的真菌”。
在日常生活中,我們常常能在潮濕的角落、久放的水果以及過期的食物上發(fā)現(xiàn)黑綠色的霉斑,這些霉斑可以依靠有性或者無性繁殖的方式,在物體上繼續(xù)衍生出新的菌絲,這些菌絲又可分為營養(yǎng)菌絲、氣生菌絲、生殖菌絲三種,形成絮狀、絨狀、蛛網(wǎng)狀的菌落群體。
這也是為何,宇航員晾曬衣服的位置能長出大片霉菌的原因,并且衛(wèi)生間、運(yùn)動平臺、餐桌和睡眠區(qū)等地方,也出現(xiàn)大量霉菌。
空間站中的細(xì)菌怎樣生長
2016年時(shí),宇航員就在國際空間站的艙壁上發(fā)現(xiàn)霉菌的身影。
霉菌擁有一個(gè)特點(diǎn),那就是繁殖力特別強(qiáng),菌絲上任何一段,都能衍生出新的個(gè)體。如果在自然、無干擾的情況下,霉菌可以形成有性或者無性孢子來繁殖。
由于霉菌的生殖方式多樣,它們能根據(jù)周圍環(huán)境的特點(diǎn),來調(diào)整自身的生殖策略,只要各類條件適合,霉菌的繁殖速度是非常快的。
霉菌的另外一個(gè)特點(diǎn)是耐受力強(qiáng),能在不適合的環(huán)境中長時(shí)間休眠,并可抵御高低溫、輻射等沖擊,使它在接近真空、微重力和輻射強(qiáng)度很大的太空環(huán)境中也能生長。
不管是霉菌還是其他菌種,都是在人類的活動過程中產(chǎn)生的,因此可以判定,國際空間站中的微生物群體是宇航員活動過程中產(chǎn)生的。
而且隨著宇航員的更換,微生物群也會發(fā)生相應(yīng)的變化,這一點(diǎn)就能說明結(jié)論是正確的。
美國地面上有模擬國際空間站的環(huán)境實(shí)驗(yàn)室,在實(shí)驗(yàn)室中科學(xué)家們也檢測出各類菌種,有許多細(xì)菌是寄生在人體皮膚表層,之所以會這樣是因?yàn)槲⑸镌趪H空間的微重力環(huán)境中適應(yīng)不同導(dǎo)致的。
與地面環(huán)境相比較,空間站由微重力所引起的對流和浮力弱化效應(yīng)、以及液體表面張力和毛細(xì)管力增強(qiáng)效應(yīng),對不同的微生物變異起到不同的推進(jìn)作用,而各種芽孢桿類細(xì)菌就比較快速得加以適應(yīng)。
空間站中的細(xì)菌為何不能根除
空間站缺乏完善的醫(yī)療設(shè)備和藥品,這些微生物的產(chǎn)生,對宇航員的身體造成了極大的傷害,致使人的免疫力系統(tǒng)逐漸低下。
另外,科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn),這些微生物的細(xì)胞大量聚集后,會產(chǎn)生較大的生物薄膜,對抗生素、消殺劑這一類藥品具有很強(qiáng)的抵抗力,同時(shí)也使微生物提高感染人體細(xì)胞的能力。
并且,這些微生物還會黏附在艙壁和儀器設(shè)備的表面上,尤其是金屬物體??臻g站發(fā)生的模塊裂縫,供氧系統(tǒng)紊亂等問題,皆是微生物腐蝕導(dǎo)致,給空間站的工作帶來極大的麻煩和挑戰(zhàn)。
說到這肯定有人會問,科學(xué)家們?yōu)槭裁床幌朕k法消滅這些微生物呢?
為了將空間站的微生物消滅掉,科學(xué)家們使用過很多辦法,比如定期對艙內(nèi)進(jìn)行噴霧消殺,更換空氣凈化系統(tǒng)的過濾器,利用真空吸塵器進(jìn)行吸塵作業(yè),但是這些方法都沒有明顯的作用,微生物剛被消滅多久,便又蔓延至整個(gè)空間站。
科學(xué)家們做過實(shí)驗(yàn),將曲霉菌和青霉菌的孢子樣品完全暴露在太空環(huán)境里,讓它們經(jīng)受伽馬射線、X射線、高強(qiáng)帶電粒子的沖擊。
正常情況下,生物體內(nèi)的DNA會在這個(gè)環(huán)境中遭受不同程度的破壞,機(jī)體細(xì)胞發(fā)生死亡。不過,這些孢子卻能抵抗1000 gray的X射線、3000焦耳/平方米強(qiáng)度的紫外線照射,活性絲毫沒有減弱。
0.7gray是宇航員在火星半年執(zhí)行任務(wù)時(shí)所接受到的輻射總量。科學(xué)家根據(jù)此推測,霉菌孢子能夠承受住的宇宙輻射,是人類致死量的200倍以上,由此可見,霉菌孢子的生命力是多么頑強(qiáng)。
那么,國際空間站的細(xì)菌真的無法根除了嗎?其實(shí),美國NASA已經(jīng)開展抗菌表面涂層材料的實(shí)驗(yàn),目的就是為了解決國際空間站的細(xì)菌問題,目前實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行中,需要的時(shí)間也比較久,工程量也比較大。
如果實(shí)驗(yàn)取得成功,對航天事業(yè)來說,是一項(xiàng)重大的突破。我們?nèi)缃褚仓荒軐⑾M耐性谖磥?,相信科技的發(fā)展速度,一定會實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。