Kosmiczne bakterie

Ale jeszcze nie wszystko jest dopięte na ostatni guzik. Prywatne firmy dopiero testują swoje statki kosmiczne. Światowe agencje kosmiczne pracują nad budową rakiet, które będą na tyle duże, by wynieść w kosmos ludzi i sprzęt potrzebny do badania innych globów. Jak często bywa przy tworzeniu czegoś nowego, ostatnio pojawił się nowy problem. Badania wykazały, że ziemskie mikroorganizmy, które znalazły się na orbicie, są wielokrotnie bardziej zjadliwe niż ich krewni na powierzchni planety. Jeżeli miałoby to dotyczyć wszystkich bakterii (na razie testowano pałeczki Salmonelli)
, infekcje mogą stać się głównym zmartwieniem ludzi w kosmosie.

Stacja orbitalna Alpha była zamieszkana dużo wcześniej, zanim przybyła na nią pierwsza stała załoga. Żyjące na niej organizmy są niewidoczne, co wcale nie oznacza, że niegroźne. Wręcz przeciwnie, zagrażają nie tylko załodze, ale nawet samej stacji. Bakterie, wirusy, a nawet grzyby znalazły się tam wbrew woli sztabu naukowców, pracujących w NASA nad bezpieczeństwem ludzi i sprzętu krążącego na ziemskiej orbicie. Żywe organizmy w kosmos poleciały na gapę, były na narzędziach, urządzeniach czy częściach składowych stacji, jeszcze zanim na ISS zamieszkali ludzie. Także sami astronauci (jak wszyscy ludzie) byli i są nosicielami wielu różnych organizmów. – Gdy stacja powstawała, mikroorganizmy już tam były. Będą na niej także, gdy ludzie się z niej wyprowadzą – mówi Monsi Roman, główny mikrobiolog zespołu Systemów Kontroli Środowiska i Podtrzymywania Życia w NASA. Mikroorganizmy są wszędzie. Nie sposób się ich pozbyć, ale i nie ma takiej potrzeby. Większość z nich jest dla człowieka nieszkodliwa. Część jest
pożyteczna albo wręcz niezbędna. Ale są i niebezpieczne. To poważny problem, bo leczenie najprostszej nawet infekcji na orbicie jest znacznie trudniejsze niż na Ziemi. Wyniki badań, które sugerują wzrost zjadliwości ziemskich mikroorganizmów żyjących w przestrzeni, to bardzo zła wiadomość dla tych, którzy dbają o kondycję astronautów w kosmosie.

Pałeczki Salmonelli przebywały w kosmosie w czasie trwania amerykańskiej misji STS-115 w 2006 r. W czasie startu były zamknięte w specjalnym naczyniu, w którym nie mogły się rozwijać. Gdy ładunek dotarł na miejsce, astronauci dostarczyli pałeczkom Salmonelli odżywkę, która umożliwiała ich rozwój. Po 24 godzinach połowa z przetransportowanych w przestrzeń bakterii została oddzielona i zamknięta w pojemniku, w którym nie mogła się dalej rozwijać. Drugiej połowie podano kolejną porcję odżywki. Na Ziemi uczeni robili dokładnie to samo. Najpierw wstrzymany rozwój, potem odżywka, po dobie połowa bakterii do pojemnika ze środkami chemicznymi wstrzymującymi rozwój, a dla drugiej połowy kolejna porcja odżywki. Wszystko wyglądało tak samo. Ten sam materiał, ta sama odżywka, to samo postępowanie. Z jednym wyjątkiem. Na Ziemi działa grawitacja, a na orbicie nie. I to wystarczyło, by zaszły zmiany aż w 167 genach i mechanizmie produkcji ponad 70 białek Salmonelli. Po powrocie na Ziemię naukowcy z Instytutu Bioprojektów
Stanowego Uniwersytetu Arizony w USA zarażali myszy laboratoryjne ziemską i kosmiczną Salmonellą. Szef grupy badawczej, profesor Ceryl Nickerson, zauważył, że myszy zarażone pałeczkami z orbity umierały dużo szybciej i częściej. Badacz odkrył, że za wszystkie zmiany w informacji genetycznej Salmonelli odpowiada zaledwie jeden gen. Prof. Nickerson zauważył też, że w porównaniu z tymi, które rozwinęły się w ziemskim laboratorium, bakterie z kosmosu stały się co prawda bardziej złośliwe, ale także krócej żyły.

Naukowcy badający ten fenomen zacierają ręce. Mówią, że zrozumienie tych zmian może znacząco ułatwić walkę z niebezpiecznymi mikrobami w przyszłości. Nie tylko tymi, które zarażają astronautów, ale przede wszystkim z tymi, które zagrażają mieszkańcom Ziemi. Badacze chcą dokładnie zrozumieć, w jaki sposób Salmonella odpowiada na nietypowe warunki, na stres, produkując nowe białka. W momencie dostosowywania się do nowych warunków, odsłania ona bowiem swoje karty. Dokładne badania pozwolą opracować lekarstwo, które uderzy w sam środek mechanizmu funkcjonowania bakterii. Na razie Salmonelli, ale w przyszłości wielu innych groźnych gatunków.

Mikroorganizmy są groźne nie tylko dla ludzi. Mogą niszczyć materiały, a w konsekwencji urządzenia, z których zbudowana jest stacja kosmiczna. Szczególnie dotyczy to grzybów. Z powodu pleśni czy innych grzybów precyzyjne urządzenia na nieistniejącej już stacji orbitalnej Mir często nie działały jak należy. Budując poszczególne moduły ISS Alpha, konstruktorzy starali się na ten problem zwrócić szczególną uwagę. Wszystkie materiały, z których stacja powstaje, są testowane pod kątem odporności na mikroorganizmy. Do pokrywania powierzchni używana jest specjalna grzybobójcza farba. Pierwsze kroki prewencyjne są podejmowane, jeszcze zanim kosmonauci wystartują z Ziemi. Cała załoga przed startem odbywa też kwarantannę. Ma to zapobiec ewentualnemu „złapaniu bakcyla” tuż przed lotem. Na pokładzie stacji wszystkie urządzenia są utrzymywane w największej czystości. Skrupulatnie jest oczyszczane powietrze, którym oddycha załoga oraz woda. System podtrzymywania życia oprócz produkcji tlenu i usuwania dwutlenku węgla,
unieszkodliwia także inne gazy, np. amoniak, aceton czy parę wodną. Układ filtrów nie tylko oczyszcza, ale także podgrzewa powietrze i utrzymuje jego stałą wilgotność.

Drugim niewyczerpanym źródłem mikroorganizmów jest woda. Jej obieg na stacji orbitalnej jest całkowicie zamknięty i przez to bardzo oszczędny. Proces jej oczyszczania jest bardzo dokładny. W pierwszym etapie usuwane są z wody wszystkie większe zanieczyszczenia stałe. Następnie przechodzi ona przez zespół filtrów, których zadaniem jest usunięcie z niej substancji organicznych i nieorganicznych. W końcu przepływa przez komory, w których zabijane są bakterie czy grzyby, które przeżyły poprzednie etapy. Aby ryzyko infekcji było jak najmniejsze, przy podwyższonym ciśnieniu wodę podgrzewa się do temperatury 130 stopni Celsjusza. Choć w takich warunkach znakomita większość mikrobów ginie, nadal w 100 ml wody można średnio znaleźć 100 mikroorganizmów. To wielokrotnie mniej, niż zawiera najczystsza woda źródlana na Ziemi.

Tomasz Rożek