Ученые испытали бактерии в суборбитальном полете для создания лучших систем жизнеобеспечения космонавтов
В значительном прорыве для пилотируемой космонавтики новое исследование доказало, что бактерии, необходимые для долгосрочного здоровья человека, полностью способны выдерживать тяготы, связанные с запуском ракет и условиями невесомости. Выживаемость бактерий при воздействии сил, возникающих во время ракетных полетов, является ключевым вопросом для планирования долгосрочных миссий на Марс с экипажем на борту. В ходе уникального исследования австралийских ученых было доказано, что бактерия Bacillus subtilis может выдерживать экстремальные перегрузки, ускорение, торможение и даже кратковременную невесомость.
Несмотря на то, что люди десятилетиями безопасно жили на космических станциях в течение относительно коротких периодов времени, оставались вопросы о жизнеспособности определенных бактерий, которые поддерживают баланс в организме на протяжении десятилетий. Для своего исследования команда провела эксперимент, который, по их мнению, является первым в своем роде: бактериальные споры были запущены высоко в атмосферу на ракете, а затем возвращенные образцы были собраны и изучены, вместо того чтобы воссоздавать аналогичные условия в лаборатории. Это представляет собой важный шаг в понимании того, как живые организмы реагируют на космическую среду.
Как сообщила соавтор работы профессор Университета RMIT Елена Иванова, их исследование показало, что важный для здоровья человека тип бактерий может выдерживать резкие изменения гравитации, ускорение и торможение. Это расширяет понимание эффектов долгосрочного космического полета на микроорганизмы, которые живут в человеческом теле и поддерживают его здоровье. Это означает, что можно проектировать лучшие системы жизнеобеспечения для космонавтов, чтобы сохранять их здоровье во время длительных миссий. Исследователи и фармацевтические компании также могут использовать эти данные для проведения инновационных экспериментов в области биологических наук в условиях микрогравитации.
Ракета, использованная в испытаниях, была метеорологической ракетой, обычно применяемой для исследований верхних слоев атмосферы. Bacillus subtilis была выбрана благодаря своей выносливости для путешествия в атмосферу, где она столкнулась с перегрузками до 13 g при работе второй ступени ракеты. Выбор именно этой бактерии устанавливает важный ориентир для верхнего предела выживаемости бактерий в условиях космического запуска, на котором может строиться будущие исследования с более уязвимыми штаммами. На высоте около 260 километров над землей ракета испытала шесть минут невесомости после отключения главного двигателя, что ознаменовало начало периода микрогравитации. Завершив период невесомости, бактерии затем испытали самые экстремальные силы: при торможении ракета подверглась перегрузке до 30 g, что даже выше, чем при подъеме, при этом вращаясь со скоростью 220 раз в секунду. Несмотря на экстремальные условия, последующее тестирование бактерий показало, что они сохранили ту же структуру и способность к росту, что и до испытания.
Как отметила соавтор работы доцент Гейл Айлс из Университета RMIT, это исследование углубляет понимание того, как жизнь может переносить суровые условия, предоставляя ценную информацию для будущих миссий на Марс и за его пределами. Гарантируя, что эти микробы могут выдерживать высокое ускорение, почти невесомость и быстрое замедление, можно лучше поддерживать здоровье космонавтов и разрабатывать устойчивые системы жизнеобеспечения. Команда также предвидит земное применение своих исследований бактерий, углубляя понимание того, как микроорганизмы выживают в некоторых самых экстремальных и негостеприимных регионах планеты. Еще одним применением работы может стать поиск новых способов борьбы с устойчивыми к антибиотикам бактериями. Несмотря на перспективность своих исследований, команда предупреждает, что такие применения их открытий остаются делом отдаленного будущего.
Кроме того, команда видит одну интригующую возможность для своей работы, которая связана не столько с сохранением жизни людей в сложных условиях космоса и других планет, сколько с обнаружением организмов, которые уже приспособлены для жизни там. Более широкое знание о устойчивости микробов в суровых условиях может открыть новые возможности для обнаружения жизни на других планетах. Это может направлять разработку более эффективных миссий по обнаружению жизни, помогая идентифицировать и изучать формы микробной жизни, которые могут процветать в средах, ранее считавшихся необитаемыми.
Статья была опубликована в журнале .