国际空间站是一个 完整的生态系统，栖息着微观的搭便车者。要阻止这些微小的、潜在有害的入侵者，如细菌和其他可能危险的微生物，随人类进入太空几乎是不可能的，但欧洲航天局正在致力于开发一项能够阻止它们在原地停留的技术：自清洁航天器。
随着人类朝着长期太空探索迈进， pristine 的太空栖息地变得越来越重要——尤其是因为有证据表明该生态系统正在迅速进化。“从地球带到国际空间站的微生物正在变异，”ESA 材料和工艺工程师 Malgorzata Holynska 说，她也是该项目的技术官员。 “正在进化出对常见抗菌剂具有抗性的菌株。”
在过去的几年里，与这些菌株作斗争的紧迫性有所增加。随着微生物适应在严酷的太空环境中生存，它们最终可能会污染宇航员和太阳系的其余部分。虽然在国际空间站发现的细菌迄今为止尚未表现出更强的毒性或对抗生素的抗性，但研究人员无法确定数万亿种微生物是否会在太空中表现出相同的行为。前往太空的微生物也有能力破坏航天器内部及其设备。它们通过形成生物膜来做到这一点，生物膜是由一种或多种细菌组成的集合体，它们在各种表面生长，例如您的牙齿。生物膜会腐蚀金属、塑料和橡胶。
Holynska 说，已经有很多宇航员报告称太空技术被腐蚀，包括电气连接器、空调以及太空行走时使用的宇航服部件。这种破坏是俄罗斯空间站 Mir 上普遍存在的问题，在那里发现了围绕橡胶窗封、电缆管、宇航服和通信设备生长的生物群落。现在，科学家们知道这些经历并非仅限于已退役的航天器。2019 年，研究人员甚至发现国际空间站墙壁上生长的霉菌能够轻松承受比杀死人类的辐射剂量高 200 倍的辐射。
但对抗微生物的潜在解决方案是自清洁表面，即涂有易于去除细菌或污垢的化合物的材料。ESA 计划使用氧化钛，或称二氧化钛——一种通常用于自清洁玻璃和医院抗菌表面的化合物——以及光敏涂层，它们在暴露于特定波长的光时能够发生化学变化。
该涂层通过一个称为光催化氧化的过程起作用。当暴露于紫外线时，氧化钛会分解空气中的水蒸气，并氧化微生物，从而有效地溶解与之接触的细菌膜。这带来了额外的好处：材料在杀灭特定微生物菌株方面没有选择性，这意味着这些微生物产生细菌抗性的可能性很小。
到目前为止，该团队已成功地在玻璃、硅片、铝箔和特制纸巾等表面上测试了该涂层。但为了使其更有效，Holynska 的团队希望通过“掺杂”该化合物来提高二氧化钛的效率，或改变其化合物以在正常光下延长其抗菌效果。
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这种掺杂尤为必要，因为 ESA 希望在不使用银的情况下制造其抗菌涂层。银是地球上二氧化钛的常见成分，对人类安全，但却是漂浮在太空中的致命重金属。
Holynska 说：“已经证明，银等重金属会渗入国际空间站的水冷凝水中。对于长期探索，尤其是在高湿度条件下或在水管 [和] 容器中的应用，这是一个问题。”她说，由于银摄入后会积聚在人体组织中，因此可能对肾脏和肝脏等内脏器官造成损害，并引发血液形态学的变化。长期暴露是人类无法承受的风险，因为太空旅行已被证明会削弱宇航员的免疫系统。
目前，Holynska 的项目只是解决空间站各种生物污染的可能技术之一。他们的研究特别补充了法国的 Matiss 实验，以及德国的 Touching Surfaces 研究，这两项研究都调查了空间站上的细菌生长。
但在此期间，有一件事我们毫不怀疑：无论人类走到哪里，细菌都会迅速跟随，成为我们开始更深入地探索宇宙深邃黑暗的恒久伴侣。
