Космічні шкідники

Щирими господарями Міжнародної космічної станції стають мікроби-мутанти. А люди лише прилітають до них у гості.

Відео: Space Alert (Космічна Тривога) - огляд від "Два в Кубі"

Кілька років тому з`являлися повідомлення про те, що якісь мікроби-мутанти в неймовірних кількостях розмножуються на орбітальній станції «Мир», пожираючи унікальне обладнання. «Мир» разом з шкідниками був втоплений на дні Тихого океану, але проблема не зникла - колонії мікробів влаштувалися на Міжнародній космічній станції (МКС) і продовжують свою руйнівну життєдіяльність. У деяких модулях станції космонавти вже виявили білясті сліди, схожі на цвіль, - бактерії почали «дегустувати» облицювання й устаткування МКС.

Природно, бактерії, нещадно «гризуть» тонке космічне обладнання і псують оптику, нікому не в радість. В даний час світовий збиток від мікробіологічних ушкоджень тільки полімерних матеріалів на Землі і в космосі становить 2 відсотки від обсягу промислової продукції. На космічних орбітальних станціях, з урахуванням термінів їх функціонування і вимог щодо забезпечення безпеки, ця проблема стоїть особливо гостро.

Мікроорганізми є абсолютно унікальну життєву форму. Вони здатні пристосовуватися до самих суворих умов і комфортно існувати в них. Як розповіла «Підсумками» кандидат біологічних наук, завідуюча лабораторією мікробіології Державного наукового центру РФ Наталія Новікова, «мікроби зустрічаються в найхолодніших, гарячих, солоних і глибоких місцях проживання на Землі. Вони зберігають життєздатність на висоті більше 80 кілометрів і на одіннадцатікілометровой глибині в океані, де тиск досягає тисячі атмосфер. Мікроорганізми виявлені в шахтах на глибині 4 кілометри, в неживих пустелях і в самому солоному з озер - Мертвому морі. Збереження їх життєздатності можливо в контурах ядерних реакторів, вони витримують дози радіації, смертельні для інших форм життя. Існування мікробів можливо при дуже низьких концентраціях поживних речовин і температурі нижче -10 і вище +90 градусів за Цельсієм. Деякі форми бактерій витримують температуру +150 градусів протягом 30 хвилин ». Загалом, немає нічого дивного в тому, що і в суворих умовах космосу з`явилися й існують мікроорганізми.

За словами Новікової, мікроби, які населяють космічні об`єкти, ведуть себе так, ніби у них є конкретна мета. Вона проста: використовуючи всі доступні поживні речовини, виконувати одну з основних природних функцій - плодитися і розмножуватися.

Яку їжу, необхідну для такої активної життєдіяльності, можна виявити на орбітальній станції? Так яку завгодно! Бактерії, що живуть на МКС, здатні розщеплювати найрізноманітніші хімічні сполуки. Це якість англійський учений Гейл сформулював як принцип «мікробної всеїдності», маючи на увазі здатність окислити будь-яка речовина, теоретично здатне до окислення. Потрапляючи на найрізноманітніші матеріали, мікроби швидко освоюються і починають трапезу. В результаті матеріали, що сподобалися ненажерливим невидимкам, змінюють колір, знижується їх міцність, герметизуючі властивості, діелектричні та інші характеристики. «Досвід експлуатації російських орбітальних станцій, особливо станції« Мир », свідчить про те, що такі процеси, як розвиток мікробіологічних пошкоджень полімерних конструкційних матеріалів, виникнення біокоррозіі металів, формування біоплівок і тромбів в гідромагістралей систем регенерації води, слід розглядати як постійно діючі фактори екологічного ризику », - вважає Наталія Новікова.

Вперше вчені зіткнулися з цією проблемою в 1980 році, в період експлуатації станції «Салют-6». П`ятий основний екіпаж виявив білий наліт на окремих ділянках інтер`єру, тягах тренажера для фізичних вправ і в деяких інших зонах населених відсіків. Після проведених досліджень доставлених на Землю проб стало ясно, що цей наліт є не чим іншим, як пліснявими грибами - Пеницилл, аспергиллами і фузаріум. Саме тоді почалися цілеспрямовані дослідження з проблеми мікробіологічних пошкоджень.

Через п`ять років в ході роботи 5-ої основної експедиції на орбітальної станції «Салют-7» було отримано повідомлення космонавтів про наявність видимого росту цвілі в роз`ємах і кабелях робочого відсіку. Візуальний огляд доставлених на Землю фрагментів показав, що міцелій цвілевих грибків покривав від 25 до 50 відсотків поверхні зразків. При огляді під мікроскопом були виявлені зміни структури зразків, а на окремих матеріалах, зокрема на ізоляційної стрічки, навіть виявлені наскрізні дефекти.

Відео: Комірні шкідники (ДТРК Вятка)

Особливо цікава ситуація, пов`язана з навігаційним ілюмінатором одного з транспортних кораблів «Союз», який півроку провів на орбіті, будучи пристикованим до орбітальної станції «Мир». Члени третього основного екіпажу відзначали прогресуюче погіршення оптичних характеристик ілюмінатора. Після повернення корабля на Землю були проведені дослідження, які виявили таку картину. На центральному та більшості периферичних ілюмінаторів, виконаних з надміцного кварцового скла, а також на емалевому покритті титанової оправи зазначалося наявність міцелію цвілевих грибів. В одному випадку чітко була видна зростаюча колонія гриба. По лініях зростання міцелію скло було як би протравлено.

Ще одним наочним прикладом мікробіологічного пошкодження обладнання є і ситуація з виходом з ладу блоку керування приладу комутаційної зв`язку, доставленого на Землю повернулася зі станції «Мир» 24-й експедицією. Під металевим кожухом був виявлений активне зростання цвілевих грибів на ізоляційних трубках, контактних колодках, на армованому поліуретані. Цей процес супроводжувався окисленням мідних проводів в місцях пошкодження ізоляції.

Протягом двадцяти років досліджень вчені відкрили 250 видів мікроорганізмів, які живуть всередині пілотованих космічних кораблів. Всі мікроби були земного походження, тому можна було очікувати, що і вести себе вони будуть подібно земним бактеріям. Але в космосі мікроорганізми істотно мутували через підвищений рівень радіації. Цим, за словами фахівців, і пояснюється їх агресивність у порівнянні з поведінкою їх земних родичів.

Екіпажі станцій намагаються боротися з мікроагрессорамі. Ось що розповів «Підсумками» світовий рекордсмен по тривалості космічного польоту (438 діб), Герой Радянського Союзу і Росії, член Академії космонавтики Валерій Поляков: «Раз в тиждень ми робили гігієнічне прибирання за допомогою пилососа і спеціальних серветок, в якій брали участь всі члени екіпажу. Ті місця, де бактерії були особливо активні, оброблялися препаратом фунгістат, після чого ніяких мікроорганізмів там більше не з`являлося. Нікого особливо мікроби нам не завдавали. Був навіть експеримент під кодовою назвою М-35. Ми повинні були брати проби до чергової експедиції і після. В результаті з`ясували: якщо вдавалося досягти потрібного рівня чистоти, встановленого ГОСТом, все було в порядку. Ці прибирання і вивчення мікроорганізмів - робота рутинна, але мені, медику, було цікаво. На вигляд «космічні» мікроби такі ж, як земні, - проста зеленувато-біла цвіль, існуюча, якщо не запускати, у вигляді легкого нальоту. Але дай їй без уваги, і колонія розростається. В цьому випадку Центр управління польотами брав свої заходи, наприклад, включав додатковий підігрів певної ділянки станції ».

За довгі роки роботи станція «Мир» стала справжнім полігоном для випробувань багатьох технічних рішень і технологічних процесів, які використовуються тепер на МКС. Якби не досвід, накопичений на нашій легендарної станції, заросла б МКС потрійним шаром цвілі. Саме на «Світі» вдалося вивчити маленьких космічних безбілетників і навчитися з ними боротися.

Всі зразки мікроорганізмів, які виросли в космосі, зберігаються в Інституті медико-біологічних проблем в запаяних ампулах - вченим невідомо, як вони поведуть себе в земному середовищі. Є і ще одна причина для утримання космічних мутантів в місці, що охороняється. Як стверджують фахівці, якщо взяти виріс в космосі мікроорганізм, який використовував метал як частина середовища існування, і продовжувати його культивувати, збільшуючи вміст металу в його оточенні, можна потенційно отримати біологічну зброю, здатне буквально зжерти танк або вертоліт.

За словами Наталії Новікової, «в даний час для підвищення ефективності системи забезпечення мікробіологічної безпеки на орбітальних станціях вчені Інституту медико-біологічних проблем РАН розробляють адекватну методику атестації матеріалів на мікробіологічну стійкість. Відпрацьовуються методи захисту матеріалів від мікроорганізмів, способи раннього виявлення та діагностики мікробіологічних ушкоджень ».

Однак не варто вважати, що космічні бактерії можуть тільки гальмувати технічний прогрес. Адже їх здатності в знищенні практично будь-яких матеріалів можна повернути і на благо людини. За словами керівника прес-служби Інституту медико-біологічних проблем РАН Дмитра Малашенкова, мікроорганізми цілком можуть бути використані при переробці відходів. Вже ведеться робота зі створення бактерій, які змогли б розкладати пластик. Справа в тому, що пластик в природі аналогів не має, тому процес розкладання у нього дуже тривалий. Передбачається, що за допомогою мікроорганізмів пластик вдасться розщепити на воду і метан, який можна використовувати в опаленні і хімічної промисловості. Таким чином, злісні бактерії вже в недалекому майбутньому можуть перетворитися в самих що ні на є корисних охоронців навколишнього середовища.