新浪科技訊 北京時(shí)間5月5日消息，宇航員在進(jìn)入國際空間站時(shí)，攜帶了大量來自地球的細(xì)菌，他們會(huì)如何阻止這些微生物造成災(zāi)難？

    1998年，俄羅斯的和平號(hào)空間站（Mir）的軌道運(yùn)行時(shí)間已經(jīng)來到第12年，開始出現(xiàn)老化的跡象。停電頻繁、電腦故障、氣候控制系統(tǒng)泄漏等等，都是時(shí)不時(shí)會(huì)遇到的問題。然而，當(dāng)宇航員們展開研究，對(duì)與他們共享生活空間的微生物類型進(jìn)行評(píng)估時(shí)，卻得到了十分意外的發(fā)現(xiàn)。

    他們打開一個(gè)檢查面板，發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)渾濁的水滴——每個(gè)都有足球那么大。后來的分析顯示，水滴中充滿了細(xì)菌、真菌和螨蟲。更讓人擔(dān)心的是，有些微生物大量繁殖，已經(jīng)開始侵蝕空間站窗戶周圍的橡膠密封件；還有的微生物會(huì)分泌酸性物質(zhì)，正慢慢地腐蝕電纜。

    從地球向和平號(hào)空間站發(fā)射的每一個(gè)太空艙模塊都是近乎“無瑕”的，由戴著面罩和防護(hù)服的工程師在潔凈的房間里組裝組成。當(dāng)來自各國的男女宇航員進(jìn)駐空間站實(shí)驗(yàn)室之后，就將眾多不受歡迎的生命也帶到了軌道上。

    我們與微生物共享身體，它們也伴隨我們一生。據(jù)估計(jì)，我們身體里一半以上的細(xì)胞都不是人類細(xì)胞，而是由各種微小生物組成，從腸道里的細(xì)菌，到啃噬我們死皮的螨蟲。大多數(shù)微生物不僅無害，而且是保障健康所必不可少的，使我們能夠消化食物并抵御疾病。無論去到哪里，我們都會(huì)帶著微生物群。到了太空中，它們也會(huì)像人類一樣，不斷學(xué)習(xí)并適應(yīng)太空生活。

    國際空間站可能是人類建造的最昂貴的建筑，需要宇航員們像對(duì)待自己家一樣精心維護(hù)

    克里斯汀·莫伊斯?fàn)?埃辛格（Christine Moissl-Eichinger）是奧地利格拉茨醫(yī)科大學(xué)的微生物學(xué)家，于近期領(lǐng)導(dǎo)了歐洲空間局（ESA）的一項(xiàng)研究，利用宇航員在空間站上采集的樣品，對(duì)國際空間站（ISS）的微生物群落進(jìn)行分析?！疤帐且粋€(gè)非常緊張的環(huán)境，不僅僅對(duì)人類而言是如此，”她說，“太空飛行會(huì)給宇航員帶來壓力，而我們想知道這些微生物是否也會(huì)受到壓力，并做出不好的反應(yīng)。”

    她的研究很及時(shí)。2000年11月，首批宇航員登上國際空間站。到今年11月時(shí)，人類在國際空間站上的連續(xù)工作時(shí)間就將達(dá)到20年。當(dāng)全世界都在對(duì)抗新型冠狀病毒疫情的背景下，這項(xiàng)研究提出了一個(gè)有趣的問題：如何使空間站免受有害微生物的侵害？

    在和平號(hào)空間站的微生物研究之后，生物學(xué)家一直在擔(dān)心空間站上可能還生活著其他生物，特別是某些可能危及空間站甚至威脅宇航員生命的微生物。莫伊斯?fàn)?埃辛格說：“我們希望看到微生物群落的基因組成及變化，因?yàn)樗鼈儽仨毥?jīng)歷適應(yīng)的過程。”

    科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，國際空間站已經(jīng)穩(wěn)定地培養(yǎng)了大約55種類型的微生物。盡管沒有重力，但這些細(xì)菌、真菌、霉菌、原生動(dòng)物和病毒都已經(jīng)很好地適應(yīng)了太空環(huán)境。

    “它們并沒有表現(xiàn)出對(duì)抗生素更強(qiáng)的抵抗力，也沒有其他對(duì)人類有潛在危害的特征，”莫伊斯?fàn)?埃辛格說，“但我們確實(shí)發(fā)現(xiàn)它們適應(yīng)了所有的金屬表面?！?/p>

  這些能夠吞噬金屬的微生物被稱為“嗜技術(shù)微生物”（technophile）。與和平號(hào)空間站上的微生物一樣，它們可能會(huì)對(duì)國際空間站的各個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成長期風(fēng)險(xiǎn)。“從長遠(yuǎn)來看，這可能會(huì)給空間站的合理和安全管理帶來困難，”莫伊斯?fàn)?埃辛格說道。

    宇航員需要幫助控制國際空間站的微生物種群。每一周，宇航員都要用抗菌濕巾擦拭物體表面，并使用真空吸塵器吸走所有散落的碎片。這是最重要的日?！凹覄?wù)”，可以保持廚房區(qū)域清潔，并防止沾了汗液的運(yùn)動(dòng)裝備和實(shí)驗(yàn)設(shè)備發(fā)霉。

    像“好奇號(hào)”這樣的火星漫游車是在潔凈的房間里組裝的，這樣它們就不會(huì)將地球微生物帶到火星表面

    “在一定程度上，我們要依賴宇航員來做家務(wù)，”歐洲空間局生命支持系統(tǒng)研究負(fù)責(zé)人克里斯多夫·拉瑟爾（Christophe Lasseur）說，“但我們也通過技術(shù)手段來過濾空氣，保持水的清潔。”

    和平號(hào)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)已應(yīng)用于國際空間站的設(shè)計(jì)和運(yùn)作，包括讓環(huán)境更干燥（生命喜歡水），空氣更加流通，并且通過持續(xù)的微風(fēng)將灰塵吹向過濾系統(tǒng)。

    “在家里和在國際空間站的主要區(qū)別是，這里的灰塵不會(huì)沉積，而是會(huì)積聚在通風(fēng)口，”拉瑟爾說，“而且，其他任何物體，比如鉛筆或眼鏡等，也會(huì)被吹向空氣過濾器。”事實(shí)上，任何沒有固著在墻上的東西都有移動(dòng)的趨勢(shì)。

    國際空間站的經(jīng)驗(yàn)表明，人類可以與自身的微生物群共存，幾乎沒有不良影響?？茖W(xué)家們現(xiàn)在擔(dān)心的是，當(dāng)我們離開相對(duì)安全的近地軌道，前往月球和火星時(shí)又會(huì)發(fā)生什么。

    “目前空間站位于范艾倫輻射帶內(nèi)，因此輻射暴露較少，”拉瑟爾說，“當(dāng)我們穿過范艾倫輻射帶時(shí)，輻射暴露的程度就會(huì)更強(qiáng)，微生物（通過基因突變）的進(jìn)化可能就會(huì)更快。”

    美國國家航空航天局（NASA）目前正在開發(fā)下一個(gè)空間站，作為前往火星等目的地的中轉(zhuǎn)站。這是一個(gè)月球軌道實(shí)驗(yàn)室，稱為“門戶”（Gateway）。宇航員將在那里生活幾個(gè)星期，之后可能會(huì)將其空置幾個(gè)月。

    “我們必須確保宇航員在離開和返回時(shí)，不會(huì)留下有利于微生物生長的環(huán)境，”拉瑟爾表示，“因?yàn)楹蠊赡軙?huì)很嚴(yán)重?！?/p>

    科學(xué)家還在努力研究人類首次踏上火星表面時(shí)會(huì)發(fā)生什么，畢竟目前送到這顆紅色星球上的一切都非常潔凈，而人類則無時(shí)不刻攜帶著微生物群。歐洲空間局最新的火星探測(cè)漫游車就是在英國最干凈的房間里組裝的，工程師們穿著特殊的內(nèi)衣褲、全身防護(hù)服、面罩和兩副手套。作為火星探測(cè)計(jì)劃“ExoMars”的一部分，該漫游車預(yù)計(jì)將于今年晚些時(shí)候發(fā)射，旨在尋找過去或現(xiàn)在火星生命的跡象。因此，避免它受到地球上任何生命的污染是至關(guān)重要的。

    對(duì)火星探測(cè)而言，人類本身就成了一大難題。要清除宇航員體內(nèi)所有的微生物痕跡是不可能的，甚至可能是致命的。那么，我們應(yīng)該如何阻止自己污染原始的火星環(huán)境，或者將火星微生物誤認(rèn)為是我們從地球帶來的？

    “沒錯(cuò)，我們的身體上有很多微生物，但我們不會(huì)光著身子在火星上跑來跑去，”歐洲空間局的行星保護(hù)官員格哈德·克米內(nèi)克（Gerhard Kminek）說，“宇航員將穿著宇航服以維持生命，并將任何污染都留在宇航服內(nèi)。”

    目前的挑戰(zhàn)是如何防止宇航服外的人類微生物污染火星環(huán)境。來自世界主要太空機(jī)構(gòu)的人員組成了一個(gè)工作組，將在今年晚些時(shí)候發(fā)布關(guān)于保護(hù)火星免受人類探索影響的建議，而微生物污染正是他們希望解決的問題之一。

    當(dāng)然，更緊迫的問題是如何將火星上的微生物帶回地球。目前，一項(xiàng)將火星土壤和巖石樣品帶回地球的任務(wù)正在進(jìn)行中，這些樣品中可能含有生命。

    在許多科幻小說和科幻電影中，來自太空的細(xì)菌或病毒往往會(huì)給世界帶來毀滅性后果。對(duì)科學(xué)家來說，將太空微生物帶回地球確實(shí)存在著不可知的風(fēng)險(xiǎn)。盡管最新的研究表明，國際空間站上沒有任何危險(xiǎn)的生物，但了解空間站上微生物群的進(jìn)化將有助于確保第一批從火星返回的宇航員的安全。

    “當(dāng)宇航員從火星回來時(shí)，如果我們?cè)谒麄兊奈⑸锶褐杏行碌陌l(fā)現(xiàn)，那我們就可以評(píng)估這是由潛在的火星生物引起的，還是我們之前在人類太空飛行中見過的，”克米內(nèi)克說道。

    與此同時(shí)，微生物學(xué)家還期待著在月球上有所發(fā)現(xiàn)。50年前，阿波羅任務(wù)的宇航員在月球上留下了大約96袋人類排泄物。當(dāng)人類在下一個(gè)十年重返月球時(shí)，美國國家航空航天局希望找回其中一些袋子，以發(fā)現(xiàn)是否仍有微生物存活。如果答案是肯定的，就將標(biāo)志著我們?cè)诹私馊祟愇⑸锶合捣矫嬗诌~出了一小步。