На МКС тестируют антибактериальные поверхности

Частицы, выдыхаемые экипажем космического корабля, некоторое время плавают в помещении, прежде чем осесть. Естественно, большинство поверхностей на Международной космической станции (МКС) в итоге загрязняются микробами.


Изучением этого вопроса занялись всерьёз. 5 июня ракета Falcon 9 компании SpaceX стартовала к МКС с новыми грузами, в том числе для исследований. Среди доставленного на станцию научного оборудования — четыре квадрата, покрытые чрезвычайно тонкими плёнками. Контрольные пластины могут сыграть решающую роль в разработке материалов для будущих полётов в космос.

Инновационные плёнки разработали специалисты французской комиссии по атомной и возобновляемой энергии (CEA). Отправленные в космос материалы — часть проекта по разработке антибактериальных материалов для обитания в космосе.

Представитель французского космического агентства CNES, руководитель проекта Себастьян Рукетт сообщил, что основа технологии — MATISS, сокращение от «нанесение микробиологического аэрозоля на инновационные поверхности на МКС». Исследование заключается в длительном пребывании квадратиков в условиях МКС с целью сбора оседающих бактерий. Затем таблички вернут на Землю, чтобы в лаборатории измерить уровни биологического загрязнения.

Поскольку МКС находится на высоте 400 км над Землёй в условиях, близких к космическому вакууму, можно ожидать, что в ней будет стерильная среда. Однако, по словам Гийома Нонглатона из CEA, благодаря постоянному присутствию астронавтов МКС кишит бактериями и грибками.

В основном это человеческие бактерии, выдыхаемые астронавтами. Хотя такие микробы не токсичны, они могут вызывать проблемы со здоровьем, а также разрушать материалы и электронику, если накапливаются в виде биоплёнок. Поскольку на МКС очень низкая гравитация, микрокапельки, содержащие бактерии, довольно долго летают вокруг, прежде чем пристать к другим поверхностям, добавил эксперт.

Проект MATISS запустили в 2016 году, и первая серия экспериментов подтвердила гипотезу. За последующие семь лет многое изменилось, в том числе в материалах и дизайне поверхностей, а также в методах лабораторного анализа. Ранее исследователи использовали только оптическую микроскопию. Теперь они также применят рентгенофлуоресцентный анализ (РФА). Об этом рассказала участница эксперимента Лёранс Лемель из Высшей школы Лиона.

Для предстоящей миссии стеклянные таблички, покрытые антибактериальными поверхностями, поместили в четыре держателя, каждый размером 8 × 8 × 1,5 см. В держателях — по шесть окошек, через которые на интеллектуальные поверхности воздействует среда МКС. По словам Лемель, держатели разработали так, чтобы свести риск к минимуму.


— Лёранс Лемель, Высшая школа Лиона.

Лемель добавила, что в более ранних экспериментах, где результаты анализировали с помощью оптической микроскопии, использовали обычные стеклянные пластины. Однако для предстоящего исследования, с учётом спектроскопического анализа, листы изготовили из чистого стекла, то есть это кварцевое стекло из кремнезёма.

Для новой серии экспериментов протестируют три особенные поверхности. Одна — с гидрофобными свойствами, то есть водоотталкивающими; вторая — гидрофильными, то бишь противоположными первой, а третью покрыли антибактериальными пептидами. Можем предположить, что четвёртый квадрат из кварцевого стекла не покрыли ничем специальным. По словам Рукетт, два из четырёх доставленных в июне на МКС держателей пробудут в космосе восемь месяцев, а два других — 16 месяцев.

Себастьян Рукетт сказал, что июньский эксперимент будет последним в серии наблюдений. За последние семь лет коллектив учёных собрал достаточно знаний о среде внутри МКС и способах улавливания и выявления частиц. Теперь им предстоит разработать тестовые поверхности и прототипы оборудования для космических аппаратов. Конечная цель проекта — создать активные поверхности, которые не только защитили бы астронавтов, но и помогли бы им сократить время, необходимое для очистки интерьера космической станции.

На орбите вопросы быта имеют особое значение. Наряду с выходами в открытый космос, обслуживанием оборудования и экспериментами поддерживать чистоту на МКС — непременная забота для космонавтов. Рукетт рассказал, что каждую субботу члены экипажа часами моют свои модули, избавляются от мусора и используют для очистки поверхностей моющие средства и салфетки.

Лемель добавила, что антибактериальные материалы, создаваемые в рамках проекта MATISS, решат ещё одну проблему. Внутри космической станции — множество приборов. Оборудование хранится на огромных стеллажах, и его бывает трудно перемещать. Одна из задач проекта — создать антибактериальные поверхности в уголках, которые не поддаются регулярной очистке.