國際空間站充滿了細菌!宇航員對此困擾不已,為什麼清除不了?

就在中國天宮空間站建造有條不紊、神舟十三號順利返回、神舟十四號已準備就緒之際,運行在近地軌道上的另一座大型太空設施-國際空間站,卻迎來了不好的消息,經監測,整個國際空間站的內部,已經充滿了細菌。這不免讓人感到非常迷惑,就連國際空間站上的宇航員都束手無策,這究竟是怎麼回事呢?

國際空間站從1998年正式開始建造,到2010年全面完成建設并投入運行,總重量423噸左右,使用桁架式搭建而成,主體部分包括兩大塊功能艙體,一個是以美國桁架結構為基礎,配備有遙操作機械臂服務系統和空間站艙外設備,并在桁架兩端安裝了四對大型太陽能電池板,能為整個空間站提供能量供給服務;另外一個是以俄羅斯多功能艙為基礎,包含對接艙段和節點艙,可以和其他國家的艙體實現對接,可以為整個空間站提供姿態調整、維持軌道和艙體轉換等服務。

如果從1998年開始計算,國際空間站已經在距離地表400公里的空間上,運行了22年之久,為前后約250名宇航員提供了長短不一的駐留場所和平臺支撐。不過,在隨著宇航員「進進出出」的過程中,不可避免地會將一些地球上各種各樣的微生物帶到空間站上來。其實,早在1998年,俄羅斯和平號空間站上的宇航員,在空間站部分儲存水體的容器中,就已經發現了一些細菌、真菌和螨蟲的蹤跡。

在最近的一次檢測中,宇航員們在國際空間站上,一共發現了超過55種的細菌,這些樣本的采集,共包括空間站的8個位置,既包括宇航員的工作實驗場所,也包括宇航員的生活區,比如睡眠室、餐桌、廁所和運動室。這些細菌的種類,大部分是葡萄球菌、泛菌屬和芽孢桿菌。同時,檢測還發現了多種真菌、霉菌、原生動物和病毒。可以說,目前國際空間站絕大部分空間,已經被微生物所充滿。

由于這些微生物,在地球上與人類的關系也比較「密切」,基本上伴隨著人類的活動在環境中出現,因此可以斷定,國際空間站上的這些微生物群落,也都是伴隨著宇航員的活動而產生的。而且隨著新進駐的宇航員發生輪換,這些微生物種群和數量,也會相應發生變化,就更加證實了這一點。

美國在地面上,其實是有模擬國際空間站環境的實驗室,其中也檢測出了微生物存在的現象,只不過細菌的種類,更多的是變形菌屬,在人體中這種細菌更多的是生活在消化系統內,當數量達到一定程度以后,這些細菌能夠引發胃腸消化器官的疾病。而在國際空間站,這類細菌的種類較少,更多的是棒狀桿菌和丙酸桿菌等,而這些細菌多寄生在人體的皮膚表面。

之所以會這樣,有科學家表示,這可能是由于微生物在國際空間的微重力環境下適應性不同所致。和地面環境相比,空間站由微重力所引起的對流和浮力弱化效應、以及液體表面張力和毛細管力增強效應,對不同的微生物變異起到不同的推進作用,而各種類細菌就比較快速加以適應。

那麼,這些微生物,對宇航員的身體會有什麼影響嗎?

答案是肯定的,因為這類微生物,即使在地面上,也會對人體健康產生負面作用。而且空間站上缺乏完善的醫療設備和藥品,加上長期的太空生活,人體的免疫系統也會出現下降的問題,所以它們對宇航員不可避免會造成潛在的威脅。

而且,研究人員發現,以上微生物的細胞體在大量聚集以后,會形成較大的「生物薄膜」,對消殺劑、抗生素等都具有很強的抵抗力,同時也提高了微生物感染人體細胞的能力。

除此之外,這些微生物不但對人體產生影響,而且還會大量聚集在空間站的艙壁和儀器設備的表面,特別是在一些金屬物體的表面、窗體密封件以及一些連接器的導線上,對空間站內部設備的運行甚至空間站的整體運行也會造成極大的威脅。

隨著國際空間站運行時間的拉長,很多問題逐漸涌現,讓宇航員們困擾不已。比如最近又發現在某些模塊上出現了較大裂縫、俄羅斯艙段廁所損壞、供氧系統發生故障、一系列軟件故障導致空間站暫時偏離軌道,而早先發現的艙體漏氣問題一直也沒有得到很好的解決,現在泄露點仍然在不斷地擴大。當然,這些問題既有硬件和軟件的問題,也有宇航員操作不當的緣故,其中有一些也極有可能是微生物「搞的鬼」。

為了最大程度地消滅空間站內的微生物,宇航員們使用了很多方法,比如定期用消毒濕巾對經常接觸的物品、把手等進行消毒,及時更換空氣凈化系統的過濾器,利用真空吸塵器進行吸塵作業,但是都沒有達到根治的效果,反而有愈演愈烈的趨勢。現在,美國NASA正在開展抗菌表面涂層材料的實驗,如果取得成功,將會應用到國際空間站上,將內壁全部噴上這種涂層,不過這項工作既需要時間,同時工程量也比較大。

從2020年至今,國際空間站還沒有實施過一次深度清潔工作,這或許也是空間站內微生物迅速發展的原因。按照相關人員的解釋,這能夠讓科學家們利用國際空間站,更好、更直接地了解微生物在太空條件下的變異和演化、研究它們對人體和基礎設施影響有多大提供數據支撐。既然這麼說,筆者也無法進行反駁了,但有一個擔憂,是不是代價有點大了吧?


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