空间站作为一个杂乱、关闭、相对独立的生态体系,为航天员长时刻驻留发明了良好环境,相同也为微生物的繁衍供给了有利条件。空间站微生物的来历是什么?或许构成哪些影响?怎么防控?一同来了解下吧。
空间站微生物从何而来?
微生物是一类数量繁复、散布广泛且适应性极强的集体,可经过多种途径进入空间站。这些微生物在温度、湿度等成长条件满意的状况下会不断繁衍,一起构成空间站上的微生物群落。空间站的微生物首要来历于以下几个方面:
① 航天员本身带着
人体本身内部或体表天然存在细菌、真菌等很多微生物,随航天员身体进入空间站,并经过舱内气体和其他触摸途径引进。
② 空间站运用资料和设备上带着
制作空间站运用的结构金属、非金属等各类资料在出产、寄存、运用和设备进程中,以及相关设备在安装进程中,会经过人员、东西和环境(如厂房空气、放置外表)将微生物引进并附着在资料、设备外表或内部。
③ 地上总装、测验等阶段引进
空间站在地上总装、测验、实验和发射预备进程中,操作人员本身带着或穿戴的衣物、运用的东西,都会将厂房内地(墙)面和其他设备外表的微生物引进舱内。
④ 来访航天器及其货品带着
为空间站运送货品的货运飞船本身及货品均会带着微生物,并经过人员对货品搬运和舱内气体流转传递至舱内。
微生物对空间站有何影响?
要完成人在太空的长时刻生计,有必要构建相应的生态体系,不只要有动植物,也要有微生物。但假如空间站微生物失衡,就会给航天员健康安全及舱内体系安稳性带来应战。
① 构成航天员健康要挟
致病性微生物会对航天员的健康构成要挟,在长时刻飞翔进程中,航天员本身体内的微生态平衡会发生变化。当人体免疫力下降时,某些致病性微生物的感染毒性或许增强,使航天员在轨健康危险添加。
② 导致空间站设备及资料损坏
微生物会腐蚀电缆、接插件、电路板等,构成舱内设备短路或断路等毛病;一些微生物会构成生物膜阻塞管道,引发设备毛病。
国际空间站上微生物在各种资料上的成长状况(从左到右依次为:橡胶、金属钛、电路板、金属铝)
此外,微生物会腐蚀资料,下降资料功能,然后影响空间站运用寿命;某些微生物还会发生毒素,污染舱内空气、水源和食物,导致舱内环境恶化。
国际空间站上各种资料的微生物腐蚀状况(从左到右依次为:飞船舷窗有机玻璃腐蚀、密封圈腐蚀、金属铝板损害)
空间站微生物防控怎么展开?
在轨展开空间站微生物防控,关于保证航天员健康和设备在轨长时刻安稳运转具有重要意义。那么,怎么进行微生物防控,然后与它们和平共处?
① 在轨微生物监测
空间站微生物监测是微生物操控的根底。微生物监测首要是对舱内气体、外表、水体系等不同介质中的微生物的菌种和菌落进行定时的检测,并对微生物成长状况进行评价,为微生物的操控供给根据。在《天宫TV》中,咱们也会看到航天员乘组定时展开空气微生物、外表微生物、饮水分配器出水口微生物采样的相关画面。为何要从这几方面进行监测呢?
展开水样微生物检测
一方面,密闭环境气体中的微生物水平可较为真实地反映整个环境的平均水平,且气体中的微生物与航天员的触摸更为亲近,是影响航天员在轨健康的要害。
另一方面,外表是密闭环境中内外表微生物成长的载体,其数量直接反映了对舱内资料的损坏腐蚀状况,定时监测外表中微生物水平,可以防备资猜中微生物的很多繁衍,避免其短期快速迸发。
一起,水体系中微生物成长速度较快,而空间站中的再生水循环体系、热控管路都是水很多集合的场所,直接关系到航天员饮用水和空间站热控体系的安稳性。因而,对上述环境中微生物的定时监测尤为必要。
现在,我国空间站已在轨安稳运转两年多,在微生物培育法检测技能方面展开了多项研讨和使用。
在轨微生物培育法检测技能
根据微生物的成长和繁衍才能,经过供给适合的营养物质和环境条件,使微生物在培育基上成长和繁衍,然后完成对微生物的检测和剖析。我国科研团队就研发了微生物在线监测模块,装备在轨微生物培育和调查体系,可监测空气、水和外表样本中的微生物活性。
在轨微生物免培育法检测技能
因为培育法的微生物种属判定需下行至地上后进行,存在时刻滞后性,在轨培育进程也添加了航天员露出于高水平微生物的潜在危险,跟着相关技能和检测设备的改善,我国空间站已成功展开了根据分子法的在轨微生物检测验证实验,证明了该办法在空间进行实时测序剖析和直接微生物判定的可行性。
② 在轨微生物操控
一是严厉标准及标准。现在我国施行的国家标准GB/T 43421-2023《载人航天器微生物操控要求》中,对载人航天器密封舱规划、研发、在轨运转等阶段的微生物操控提出了明确要求,一起对实/实验载荷、货品、航天员等微生物操控作出了相应规则,为我国空间站的微生物操控供给了根据。
二是空间微生物腐蚀防护。我国空间站正在展开空间微生物腐蚀范畴的研讨作业,科研团队研发的微生物-资料相互作用科学实验设备已展开了多批次微生物与资料相互作用实验,包含黑曲霉对聚氨酯涂层电路板、裸铜电路板、热缩管等多种资料的微生物腐蚀实验等。
微生物-资料相互作用科学实验设备
外表涂层防护技能
微生物腐蚀防护的重要手法之一,防护方法首要分为以下三种:避免微生物在其外表成长、开释抗菌剂杀死微生物以及经过触摸杀死微生物。
总的看,现在我国在空间站微生物检测与操控技能方面取得了明显发展。在轨微生物检测技能已包括培育法与免培育法,而且均有相应设备和技能使用;在微生物操控方面,也拟定了明确要求并装备了有用的技能手法。
微生物监测与操控是一项随同空间站长时刻运转的继续性作业,需求随时了解和把握微生物的演化及规则,不断地改善和更新操控措施。因而,空间站微生物防控技能将是继续保证长时刻载人航天使命中航天员安全和空间站长时刻在轨安稳运转的要害技能之一。
参考文献
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[2]杨宏,侯永青,张兰涛.微生物操控——我国空间站面对的新应战[J],载人航天,2013,19(02):38-42
[修改:付立军]