

太空任务的计划非常周密。为了确保一切顺利,机组人员和地面人员会核算所有进出飞船的物品。但有一些无法控制的“不速之客”:宇航员随身携带的细菌。尽管肉眼无法看见,但这些微小的生物可能会对人类健康和航天器的运行造成严重影响——科学家们正开始了解这些微生物对长期太空任务(包括可能载我们去火星的任务)的影响。
在任何时候,人体上都生活着数十亿的细菌,包括我们肠道和皮肤上的微生物。但在前往太空旅行之前,它们的存在并非(或不应该被)视为无关紧要(或需要清除)。我们的微生物组——这是对细菌和其他微生物的总称——对人类健康至关重要。同时,它们在封闭空间和失重环境下的存在可能会对飞行乘员和内部设备构成风险,尤其是在长期太空任务中。
研究人员一直在研究这些微生物对短期太空任务的影响,以及它们在国际空间站(ISS)上的生长和繁衍情况。但直到现在,科学家们还没有深入研究它们在更长远的太空探索中的行为。在本周发表在《微生物组》杂志上的一项研究中,研究人员对一个模拟航天器内的微生物多样性进行了为期520天的追踪:这大约是我们到达火星所需的时间。
该项目名为MICHA(密闭栖息地和人类健康的微生物生态学),是Mars500项目的一部分,该项目追踪了六名生活在密闭“航天器”中的机组人员。宇航员进行了科学实验,准备和食用食物,并像在真实任务中一样打扫舱室。他们还收集了来自皮肤和航天器各处表面的微生物样本。
爱丁堡大学的宇航生物学家Petra Schwendner在一份声明中表示:“我们是第一个对模拟火星行程全过程中密闭栖息地的微生物负荷、多样性和动力学进行研究的全面长期研究。”
研究人员发现,在整个过程中,细菌数量保持在国际空间站设定的可接受微生物限制范围内。他们还发现,尽管被限制在一个与地球完全不同的环境中,但不同菌株的细菌群落仍然相当活跃,这意味着一种细菌并没有完全占据整个区域。然而,他们也发现微生物的多样性随时间推移而减少,这意味着在为期520天的测试任务结束时,物种数量比开始时少。
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这一最后发现非常重要。总的来说,当微生物以多样化、均匀混合的群体存在时,它们是最有益的。例如,链球菌广泛存在于人体各处,尤其是在鼻腔内。这通常是无害的。但是,如果某种情况允许它们压倒其他种类的细菌并大量繁殖,这些微生物就可能引起危险的葡萄球菌感染。
长期太空任务(或任何为期多天的太空旅行)的最大担忧之一是,在非常狭窄的空间里,细菌可能会以可能导致感染的方式生长。没有人愿意在漂浮的“铁罐头”里感染葡萄球菌。
研究人员还指出,太空飞行条件(例如,被限制在一个特定区域、压力以及微重力等改变的身体状况)都会影响人体免疫系统。作者写道:“[它们]甚至可能导致潜伏的病毒感染的再激活增加,从而使人类机组人员更容易受到感染。”
而人类并非唯一面临风险的。细菌还可能在航天器表面的设备上和设备内部不受控制地生长。当这种情况发生时,这些小微生物可能会形成生物膜;这是一层薄薄的、微观的细菌层,会顽固地附着在表面上。一旦生长起来,它们实际上会损坏某些类型的金属设备。根据作者的说法,在历史上的太空任务和国际空间站上都曾报告过此类事件。
关于我们最小的旅行者将如何适应太空旅行,还有很多东西需要了解。长期太空飞行很可能需要某种形式的干预,或者至少是密切的微生物监测,以防止事态失控。研究人员表示,目标是避免任何意外。