Истинными хозяевами Международной космической станции становятся микробы-мутанты.
А люди лишь прилетают к ним в гости.
Несколько лет назад появлялись сообщения о том, что некие микробы-мутанты в невероятных количествах плодятся на орбитальной станции «Мир», пожирая уникальное оборудование. «Мир» вместе с вредителями был утоплен на дне Тихого океана, но проблема не исчезла – колонии микробов обосновались на Международной космической станции (МКС) и продолжают свою разрушительную жизнедеятельность.
В некоторых модулях станции космонавты уже обнаружили белесые следы, похожие на плесень, – бактерии начали «дегустировать» облицовку и оборудование МКС.
Естественно, бактерии, беспощадно «грызущие» тонкое космическое оборудование и портящие оптику, никому не в радость. В настоящее время мировой ущерб от микробиологических повреждений только полимерных материалов на Земле и в космосе составляет 2 процента от объема промышленной продукции. На космических орбитальных станциях, с учетом сроков их функционирования и требований по обеспечению безопасности, эта проблема стоит особенно остро.
Микроорганизмы представляют собой абсолютно уникальную жизненную форму. Они способны приспосабливаться к самым суровым условиям и комфортно существовать в них. Как рассказала «Итогам» кандидат биологических наук, заведующая лабораторией микробиологии Государственного научного центра РФ Наталья Новикова, «микробы встречаются в самых холодных, горячих, соленых и глубоких местах обитания на Земле. Они сохраняют жизнеспособность на высоте более 80 километров и на одиннадцатикилометровой глубине в океане, где давление достигает тысячи атмосфер. Микроорганизмы обнаружены в шахтах на глубине 4 километра, в безжизненных пустынях и в самом соленом из озер – Мертвом море. Сохранение их жизнеспособности возможно в контурах ядерных реакторов, они выдерживают дозы радиации, смертельные для других форм жизни. Существование микробов возможно при очень низких концентрациях питательных веществ и температуре ниже -10 и выше +90 градусов по Цельсию. Некоторые формы бактерий выдерживают температуру +150 градусов в течение 30 минут». В общем, нет ничего удивительного в том, что и в суровых условиях космоса появились и существуют микроорганизмы.
По словам Новиковой, микробы, населяющие космические объекты, ведут себя так, будто у них есть конкретная цель. Она проста: используя все доступные питательные вещества, выполнять одну из основных природных функций – плодиться и размножаться.
Какую пищу, необходимую для столь активной жизнедеятельности, можно обнаружить на орбитальной станции? Да какую угодно! Бактерии, обитающие на МКС, способны расщеплять самые разнообразные химические соединения. Это качество английский ученый Гейл сформулировал как принцип «микробной всеядности», имея в виду способность окислить любое вещество, теоретически способное к окислению. Попадая на самые разные материалы, микробы быстро осваиваются и начинают трапезу. В результате материалы, понравившиеся прожорливым невидимкам, меняют цвет, снижается их прочность, герметизирующие свойства, диэлектрические и другие характеристики. «Опыт эксплуатации российских орбитальных станций, особенно станции «Мир», свидетельствует о том, что такие процессы, как развитие микробиологических повреждений полимерных конструкционных материалов, возникновение биокоррозии металлов, формирование биопленок и тромбов в гидромагистралях систем регенерации воды, следует рассматривать как постоянно действующие факторы экологического риска», – считает Наталья Новикова.
Впервые ученые столкнулись с этой проблемой в 1980 году, в период эксплуатации станции «Салют-6″. Пятый основной экипаж обнаружил белый налет на отдельных участках интерьера, тягах тренажера для физических упражнений и в некоторых других зонах обитаемых отсеков. После проведенных исследований доставленных на Землю проб стало ясно, что этот налет является не чем иным, как плесневыми грибами – пенициллами, аспергиллами и фузариумами. Именно тогда начались целенаправленные исследования по проблеме микробиологических повреждений.
Спустя пять лет в ходе работы 5-й основной экспедиции на орбитальной станции «Салют-7″ было получено сообщение космонавтов о наличии видимого роста плесени в разъемах и кабелях рабочего отсека. Визуальный осмотр доставленных на Землю фрагментов показал, что мицелий плесневых грибков покрывал от 25 до 50 процентов поверхности образцов. При осмотре под микроскопом были выявлены изменения структуры образцов, а на отдельных материалах, в частности на изоляционной ленте, даже обнаружены сквозные дефекты.
Особенно интересна ситуация, связанная с навигационным иллюминатором одного из транспортных кораблей «Союз», который полгода провел на орбите, будучи пристыкованным к орбитальной станции «Мир». Члены третьего основного экипажа отмечали прогрессирующее ухудшение оптических характеристик иллюминатора. После возвращения корабля на Землю были проведены исследования, которые выявили следующую картину. На центральном и большинстве периферических иллюминаторов, выполненных из сверхпрочного кварцевого стекла, а также на эмалевом покрытии титановой оправы отмечалось наличие мицелия плесневых грибов. В одном случае отчетливо была видна растущая колония гриба. По линиям роста мицелия стекло было как бы протравлено.
Еще одним наглядным примером микробиологического повреждения оборудования является и ситуация с выходом из строя блока управления прибора коммутационной связи, доставленного на Землю вернувшейся со станции «Мир» 24-й экспедицией. Под металлическим кожухом был обнаружен активный рост плесневых грибов на изоляционных трубках, контактных колодках, на армированном полиуретане. Этот процесс сопровождался окислением медных проводов в местах повреждения изоляции.
В течение двадцати лет исследований ученые открыли 250 видов микроорганизмов, которые живут внутри пилотируемых космических кораблей. Все микробы были земного происхождения, поэтому можно было ожидать, что и вести себя они будут подобно земным бактериям. Но в космосе микроорганизмы существенно мутировали из-за повышенного уровня радиации. Этим, по словам специалистов, и объясняется их агрессивность по сравнению с поведением их земных родственников.
Экипажи станций пытаются бороться с микроагрессорами. Вот что рассказал «Итогам» мировой рекордсмен по длительности космического полета (438 суток), Герой Советского Союза и России, член Академии космонавтики Валерий Поляков: «Раз в неделю мы делали гигиеническую уборку при помощи пылесоса и специальных салфеток, в которой принимали участие все члены экипажа. Те места, где бактерии были особенно активны, обрабатывались препаратом фунгистат, после чего никаких микроорганизмов там больше не появлялось. Особого беспокойства микробы нам не причиняли. Был даже эксперимент под кодовым названием М-35. Мы должны были брать пробы до очередной экспедиции и после. В результате выяснили: если удавалось достичь нужного уровня чистоты, установленного ГОСТом, все было в порядке. Эти уборки и изучения микроорганизмов – работа рутинная, но мне, медику, было интересно. На вид «космические» микробы такие же, как земные, – простая зеленовато-белая плесень, существующая, если не запускать, в виде легкого налета. Но оставь ее без внимания, и колония разрастается. В этом случае Центр управления полетами принимал свои меры, к примеру, включал дополнительный подогрев определенного участка станции».
За долгие годы работы станция «Мир» стала настоящим полигоном для испытаний многих технических решений и технологических процессов, используемых теперь на МКС. Если бы не опыт, накопленный на нашей легендарной станции, заросла бы МКС тройным слоем плесени. Именно на «Мире» удалось изучить маленьких космических безбилетников и научиться с ними бороться.
Все образцы микроорганизмов, выросших в космосе, хранятся в Институте медико-биологических проблем в запаянных ампулах – ученым неизвестно, как они поведут себя в земной среде. Есть и еще одна причина для содержания космических мутантов в охраняемом месте. Как утверждают специалисты, если взять выросший в космосе микроорганизм, который использовал металл как часть среды существования, и продолжать его культивировать, увеличивая содержание металла в его окружении, можно потенциально получить биологическое оружие, способное буквально сожрать танк или вертолет.
По словам Натальи Новиковой, «в настоящее время для повышения эффективности системы обеспечения микробиологической безопасности на орбитальных станциях ученые Института медико-биологических проблем РАН разрабатывают адекватную методику аттестации материалов на микробиологическую устойчивость. Отрабатываются методы защиты материалов от микроорганизмов, способы раннего выявления и диагностики микробиологических повреждений».
Однако не стоит считать, что космические бактерии могут только тормозить технический прогресс. Ведь их способности в уничтожении практически любых материалов можно повернуть и во благо человека. По словам руководителя пресс-службы Института медико-биологических проблем РАН Дмитрия Малашенкова, микроорганизмы вполне могут быть использованы при переработке отходов. Уже ведется работа по созданию бактерий, которые смогли бы разлагать пластик. Дело в том, что пластик в природе аналогов не имеет, поэтому процесс разложения у него очень длительный. Предполагается, что с помощью микроорганизмов пластик удастся расщепить на воду и метан, который можно использовать в отоплении и химической промышленности. Таким образом, злостные бактерии уже в недалеком будущем могут превратиться в самых что ни на есть полезных охранников окружающей среды.
