Ученые представили технологию плазменной чистки одежды для космических миссий без использования воды
Пока компании SpaceX и Blue Origin готовят свои космические корабли к первой высадке на Луну с 1972 года, множество ученых решают технологические задачи, с которыми столкнутся будущие исследователи космоса во время длительных миссий. Одна из научных групп только что продемонстрировала безводный подход к стирке белья в космосе, предложив технологию холодной плазмы, способную обеззараживать одежду астронавтов и жилые модули на будущих лунных и марсианских базах без использования воды.
На Международной космической станции экипажи используют сухие пылесосы и химические салфетки для чистки одежды, однако ни тот, ни другой метод не является особенно эффективным. Это вынуждает членов экипажа МКС прибегать к другому способу: они носят одежду в течение длительного времени, окончательно избавляясь от нее лишь тогда, когда та становится слишком грязной. Такая практика неприемлема для длительных миссий к Луне или Марсу, где возможности отправки грузов с Земли будут ограничены. Вода также является ценнейшим ресурсом в космосе, что делает традиционную стирку невозможной.
Команда под руководством Гейба Сю из Университета Алабамы в Хантсвилле совместно с микробиологом NASA Челси Кассили разработала компактное устройство, генерирующее тонкую, как карандаш, струю холодной плазмы для уничтожения бактерий на тканях. Прототип был представлен на конференции по астробиологии в прошлом месяце. Устройство использует электричество высокого напряжения для ионизации смеси гелия, воздуха и водяного пара. При наведении на ткани плазма генерирует активные формы кислорода, такие как озон, которые проникают в волокна ткани и уничтожают микробы через окислительный стресс. В отличие от горячей плазмы или дуговой сварки, эта холодная плазма работает при комнатной температуре и не представляет риска для тканей или кожи человека.
В лабораторных испытаниях команда направила плазменную струю на образцы Staphylococcus caprae — кожной бактерии, ранее обнаруженной на МКС. Результаты показали, что устройство сократило колонии бактериальных спор на хлопковых образцах примерно с 250 000 до 60 000 на миллилитр. В конечном счете, этот метод уничтожил бактерии эффективнее, чем существующие методы, используемые на МКС. По словам исследователей, их метод, возможно, не удалит заметные пятна, но он убьет бактерии, которые могут вызвать заболевание астронавтов. В интервью LiveScience Гейб Сю объяснил, что, хотя существуют микробы, устойчивые к ультрафиолету, насколько можно судить по экспериментам, нет ничего устойчивого к окислительному стрессу — если съесть яд, он убивает.
Текущий прототип очищает лишь небольшую площадь, примерно шириной с карандаш. Исследователи намерены разработать масштабированные версии, включая плазменную камеру, напоминающую стиральную машину, и комбинированную систему плазменной струи с вакуумом для обработки поверхностей. Эти инструменты также можно будет использовать для стерилизации скафандров, инструментов и мягкой мебели в жилых модулях. Поскольку NASA стремится расширить присутствие человечества в космосе, контроль над микробами будет критически важен для здоровья и выживания экипажа.
Небольшие популяции людей, живущих в компактных условиях, будут особенно уязвимы для бактерий и болезней. И хотя пылесос удаляет пыль, он неэффективно устраняет биологические загрязнители, что делает новую систему особенно ценной. Несмотря на большие перспективы, требуются дополнительные испытания для подтверждения эффективности против более широкого спектра микробов, а также для оценки долгосрочного влияния на прочность тканей. В случае успеха плазменная санитарная обработка может помочь обеспечить постоянное присутствие человека за пределами Земли, минимизируя потребление ресурсов и риски заражения, позволяя астронавтам исследовать неизведанное.