На орбите «невинные» микроорганизмы могут превратиться в опасных агрессоров

Автор статьи: Юрий Караш

23 апреля информационный портал Newsru со ссылкой на вице-президента РАН Анатолия Григорьева сообщил, что на Международной космической станции выявлены опасные микроорганизмы, которые способны вывести из строя находящееся на станции оборудование.

Подобные выводы были сделаны по итогам серии экспериментов «Биодеградация», состоявших в сборе микробиологических проб с поверхностей российского сегмента станции. Суть данных экспериментов заключалась в определении степени биоповреждений от микроорганизмов и бактерий, которые живут на борту околоземной станции. Особое опасение у специалистов вызвала микробиологическая обстановка на старейшем модуле МКС «Заря», выведенном в космос 20 ноября 1998 года.

Кто там, за панелью?

Советские/российские ученые обнаружили до 250 разновидностей земных микроорганизмов, обитающих на пилотируемых космических кораблях. Впервые внимание к этой проблеме было привлечено в 1981 году, когда экипаж пятой основной экспедиции на станции «Салют-6» заметил белый налет на некоторых внутренних элементах комплекса, включая оборудование для физических упражнений.

На Земле сотрудники Института медико-биологических проблем (ИМБП) установили, что налет оставлен токсикогенными грибками Aspergillus, Penicillium и Fusarium. А в 1985 году последний экипаж на станции «Салют-7» обнаружил, что внутренние поверхности пластиковых облицовочных панелей модулей станции также были повреждены грибками.

Что касается станции «Мир», то на его борту было найдено 107 разновидностей грибков, среди которых наиболее часто встречавшимися были Penicillium и Aspergillus. 40% из обнаруженных на борту российской станции микромицетов относились к условно-патогенным видам, а более 50% известны в качестве биодеструкторов полимерных материалов и возбудителей коррозии металла.

Было установлено, что основным местом обитания микромицетов внутри орбитального комплекса служили поверхности декоративно-отделочных и конструкционных материалов его внутреннего объема. Наиболее выраженное развитие грибков регистрировалось на оборудовании, размещенном в запанельном пространстве, а также в зонах конденсации атмосферной влаги и накопления органических загрязнений.

Чем опасны «космические микробы»

Как отметила сотрудница ИМБП Елена Дешевая, исследовавшая данную проблему, «возможность адаптации агрессивных культур грибков к условиям среды пилотируемого космического объекта дает основание рассматривать биоповреждения материалов в качестве постоянно действующего фактора технического риска в условиях их многолетней эксплуатации». Более того, наличие в составе грибкового компонента орбитальной станции возбудителей микоаллергий и микоинтоксикаций, «проявляющих способность к росту и репродукции, в этих условиях следует рассматривать как фактор риска для состояния здоровья экипажей».

Попробуем теперь изложить это на более бытовом языке. Известно, что в условиях космического полета (невесомость, замкнутая воздушная среда, повышенная радиация и пр.) грибки и бактерии приобретают несвойственные им качества, в частности, повышенную агрессивность, что и наблюдалось на «Мире». Речь, правда, не идет о том, что они стали в буквальном смысле слова «пожирать» материалы, из которых была изготовлена станция и ее оборудование, – разрушающее воздействие стали оказывать продукты их метаболизма, или, проще говоря, жизнедеятельности.

Некоторые элементы комплекса, сделанные из стекла, металла и пластика, носили явные следы разъедания этими продуктами, правда, не в такой степени, чтобы можно было говорить об угрозе «Миру» и его обитателям. Пожалуй, наиболее чувствительным ущербом, нанесенным микроорганизмами станции, было повреждение ими блока управления в системе связи, использовавшейся на комплексе 24-й основной экспедицией в 1997-1998 годах.

Усиливают свою агрессивность и бактерии, представляющие угрозу непосредственно для человеческого организма. Исследования, проведенные уже на МКС и во время одной из миссий «шаттла» «Атлантис» в 2006 и 2008 годах, показали, что бактерия Salmonella typhimurium в 3 раза увеличивает свою способность к заражению человека, если проведет сутки в условиях микрогравитации и невесомости. Эти условия активизируют внутренний механизм развития бактерий и повышают их агрессивность. У находившейся на «Атлантисе» сальмонеллы, вызывающей отравление у человека, после полета произошли изменения в 167 генах.

Нежелательные попутчики

Попадают эти непрошеные обитатели на борт околоземных комплексов либо еще на Земле, в процессе изготовления орбитальных модулей, либо привозятся на станцию экипажами. Пищей для них служат слущивающиеся и разносящиеся по станции ветром от вентиляторов клетки кожного эпителия космонавтов, а также мельчайшие органические частицы, выделяемые в атмосферу станции вместе с потом и дыханием членов экипажей. О том, насколько комфортно могут ощущать себя простейшие внутри комплекса, говорит тот факт, что они там размножаются: так, некоторые из грибков, обнаруженные на «Мире» в 1995 году, как оказалось, были потомками тех, которые там нашли еще в 1988 году.

Разумеется, на Земле предпринимаются меры по обеззараживанию пилотируемых космических объектов. В процессе подготовки к старту их кабины нередко заполняются под давлением губительной для микроорганизмов газовой смесью, состоящей из окиси этилена и метилхлорида. Правда, не все грибки и бактерии при этом погибают. Некоторым удается спрятаться непосредственно внутри пластиковых элементов, куда газ не добирается. Наполнять же кабины более агрессивной и токсичной газовой смесью или под еще большим давлением рискованно. Ведь, несмотря на то, что внутренние объемы корабля или модуля для станции будут хорошо проветрены перед запуском, пластиковые конструкции могут пропитаться газом, откуда он потом станет выделяться, отравляя экипаж.

Микроорганизмы на борту обитаемой космической станции могут в течение ряда лет вообще «спать», а потом неожиданно «проснуться». Что их «будит» – до конца пока неизвестно, хотя, возможно, в роли «будильника» выступает повышение солнечной активности. Кроме того, было замечено, что самым предпочтительным «блюдом» для грибков и бактерий является старый пластик, причем чем он старше, тем аппетитнее поедается ими.

Микробиологический «интернационал»

Кстати, МКС, как «ферма» по разведению новых разновидностей микроорганизмов, является даже более «продуктивной», чем «Мир». Связано это с тем, что на станцию прибывают космические корабли, модули и люди, стартующие как с Байконура, так и с мыса Канаверал и с космодрома Куру во Французской Гвиане. При этом на МКС работают представители не только России и США, но также Европы, Японии и Канады.

Микрофлоры этих регионов земного шара (равно как и людей, живущих там) довольно сильно отличаются друг от друга, а потому встреча микробов-«жителей» стран, участвующих в проекте МКС, на борту комплекса может привести к появлению новых гибридных форм микроогранизмов. Шаттлы, как мы помним, летали и на «Мир», но уже «под занавес» полета российского комплекса, в состав которого к тому же не входили никакие существенные американские элементы. На МКС же микробы-«иностранцы» будут скрещиваться друг с другом почти 20 лет.

Не заразите космос!

Ученые озабочены не только попаданием «космических» (или мутировавших в космосе) микробов на Землю, но и «экспортом» земной микрофлоры за пределы нашей планеты. Можно только догадываться о том, какой вред они могут нанести окружающей среде других небесных тел, «незнакомой» с земными микроорганизмами.

Возможен и вариант, при котором экипажи, периодически посещающие эти планеты, будут реинфицироваться «своими» же микробами, усилившими вирулентность, как мы это уже видели на примере сальмонеллы, во внеземных условиях. По мере «вызревания» планов пилотируемых экспедиций на Марс специалисты стали разрабатывать специальные меры, направленные на предотвращение подобного развития событий. Один из практических шагов в этом направлении был предпринят уже в марте 2009 года, во время визита экипажа шаттла «Дискавери» на МКС.

Используя портативный детектор микробиологической среды LOCAD-PTS, астронавты сканировали перчатки свои скафандров перед выходом в открытый космос на предмет обнаружения на них микробов и бактерий. К слову, согласно принятым стандартам бактериологической защиты планет внеземного пространства, на внешних поверхностях космических аппаратов (КА), отправляющихся, например, на Марс, должно быть не более 300 000 бактериальных спор. Для этого данные КА подвергаются или термической, или радиационной обработке.

По словам Натальи Новиковой, заведующей лабораторией микробиологии среды обитания и противомикробной защиты ИМБП, бактерии могут выжить даже в условиях глубокого космоса, например, при полете к Марсу и обратно. Ведь выживают они в водных контурах ядерных реакторов, где им приходится выдерживать радиацию до миллиона рад.

С одной стороны, это поддерживает теорию панспермии, согласно которой, жизнь на Землю могла быть занесена из космоса. Это – «хорошие новости». Плохие же состоят в том, что жизнь принимает разные формы, в том числе и те, которые вызывают массовые эпидемии и даже пандемии. И пока люди не научились с точностью прогнозировать, как серьезное изменение условий внешней среды может повлиять на земную микрожизнь, лучше сделать все возможное, чтобы эта микрожизнь не покидала родную планету.