星际奇航|新冠病毒影响太空?——空间微生物的来源和危害( 二 )


国际空间站曾在2017年利用微型基因扩增仪和纳米孔测序仪 , 完成了从微生物样品制备到基因测序的完整微生物鉴定流程 。 这项技术能够实时鉴定国际空间站上的微生物而无需将其带回地面进行鉴定 , 将改变空间探索过程中的微生物学研究方法 。 在空间中鉴定微生物的能力有助于实时诊断和治疗航天员的疾病 , 鉴定其他行星上包含DNA的生命 , 同时有助于空间上其他实验的开展 。
实际上 , 航天员本身可能就是最大的微生物来源 , 因为在他们的身体内包含了很多微生物 。 在人类的皮肤、呼吸道、鼻腔和粘膜表面到处存在大量的微生物 。 从航天员选拔开始就要做系统全面的微生物和免疫学调查 。 在飞行前 , 航天员要执行特殊的食物制度 , 严格控制与其他人员的接触 , 并要使用针对个人的卫生试剂 。 到火箭发射前还要对航天器进行消毒 。 飞行中严格监控微生物浓度 , 并定期使用抗菌措施清理环境 。
星际奇航|新冠病毒影响太空?——空间微生物的来源和危害
文章图片
科学家在国际空间站内的生活场景
在轨飞行期间微生物控制措施主要分为两大类:主动控制 , 主要包括使用空气过滤装置去除空气浮游微生物 , 使用吸尘器和浸有去污剂或消毒液的擦布清洁舱内表面等 。 和平号空间站在轨运行期间 , 每周会安排一天进行大扫除(通常为周日) , 所有人员必须参与 。 在国际空间站美国舱段 , 每周会安排4个小时进行清洁 , 使用一种便携式吸尘器 , 6种消毒湿巾(消耗型 , 每次任务补充) , 以及去污剂和擦布等 , 对舱内环境进行清洁消毒 。 但是 , 并非舱内的所有部位或表面都可以用擦布进行清洁消毒 , 如一些死角或设备内部 。 这些部位必需在设计建造时采取一些防护措施 。 被动控制 , 主要通过优化舱内环境设计、选择抗菌防霉材料、对舱内表面进行处理等措施 , 抑制微生物生长 , 防范微生物可能导致的风险 。
近年来 , 火星环境对微生物的作用也被广泛关注 。 2020年是一个探测火星的时间窗口 , 包括中国在内的多个国家和实体都准备发射火星探测器 。 由于火星表面缺少臭氧层 , 稀薄的大气对太阳辐射的屏蔽能力极弱 , 这种环境与早期地球环境极为相似 。 科学家推测早期地球的生命体、火星上曾经存在或现存的微生物可能也具有极强的抵抗紫外辐射的能力 。 因此 , 揭示地球上的微生物在火星表面环境的生存与繁衍方式 , 是寻找火星生命的重要研究途径之一 。 同时 , 空间微生物 , 特别是微生物孢子一旦在火星上生存下来 , 对于未来寻找过去或现存的火星生命会造成干扰 。 航天历史上 , 曾有不让地球微生物污染木卫二 , 美国航天局的伽利略号探测器结束使命后有意安排撞击木星 。
星际奇航|新冠病毒影响太空?——空间微生物的来源和危害
文章图片
好奇号火星车正在火星工作
科学家们对空间微生物的重点关注伴随着航天的发展 , 这些肉眼不可见的微生物既是帮助我们更好地认识宇宙 , 也提醒我们需要更清醒认识其危害从而采取更为科学的方法保护人类的太空飞行 。


推荐阅读