Tarptautinė kosminė stotis (TKS) yra išskirtinė vieta įvairiomis prasmėmis. Viena jų – tai visiškai uždara erdvė, kurioje jau daugiau nei du dešimtmečius nuolatos gyvena žmonės.

Aišku, jie keičiasi, tačiau atidaryti langų ir išvėdinti stotį galimybių nėra. Tad nekeista, kad jau senokai pastebėta, jog ten auga įvairūs pelėsiai ir kitokios mikroorganizmų kolonijos.

Kad ir kaip astronautai stengiasi palaikyti švarą, visų užkaborių pasiekti gali būti tiesiog neįmanoma. Bet ar tai pavojinga? Penkerių metų trukmės tyrimo rezultatai rodo, kad ne.

Tyrimas susidėjo iš dviejų 14 mėnesių trukmės etapų. Kiekvieno etapo metu keletą kartų įvairiose TKS vietose buvo renkami mėginiai nuo paviršių, grąžinami į Žemę ir tiriama juose esančių ląstelių įvairovė.

Aptikta įvairių bakterijų ir grybelių; gausiausiai atstovaujamos gentys buvo, atitinkamai, stafilokokai ir Malassezia. Ir vieni, ir kiti – kaip ir didžioji dalis kitų aptiktų mikroorganizmų – susiję su žmogaus oda.

Laikui bėgant populiacijų balansas šiek tiek keitėsi, tačiau visada išliko praktiškai vienodas visose tirtose vietose. Kitaip tariant, TKS mikrobioma yra nusistovėjusi ir visiškai nekenksminga žmonėms. Dar vienas svarbus atradimas – per penkerius metus organizmuose nepagausėjo genų, suteikiančių atsparumą antibiotikams.

Taigi naudojami valymo būdai yra tikrai saugūs ir nekelia ilgalaikės užkratų plitimo grėsmės. Šios žinios bus labai svarbios planuojant ilgalaikes žmonių misijas kosmose, pavyzdžiui skrydžius į Marsą ar tyrimų stotis Mėnulyje. Tokios vietos taip pat bus uždaros, taigi jose greičiausiai išsivystys savita mikrobioma; žinodami, kokia ji gali būti, galėsime tinkamai pasiruošti švaros palaikymui ir galimoms sveikatos problemoms.

O ką daryti, kad oras erdvėlaiviuose būtų švarus?

Uždarose gyvenamosiose sistemose, tokiose, kaip Tarptautinė kosminė stotis ar planuojami erdvėlaiviai, skrisiantys į Marsą, labai svarbu palaikyti oro kokybę. Keletą metų trunkančiai misijai deguonies balionų gabentis neįmanoma, taigi oras turi cirkuliuoti.

Vadinasi, jį reikia ir valyti – pašalinti susikaupusį anglies dvideginį ir išgauti iš jo deguonį, kuris vėliau tiekiamas į gyvenamąsias patalpas. Tarptautinės kosminės stoties oro filtravimo sistemos pagrindas yra Sabatier reaktorius, kuriame anglies dvideginis maišomas su vandeniliu ir kaitinamas. Taip gaminamas metanas ir vanduo – dvi naudingos medžiagos.

Vandenį vėliau galima elektrolizuoti ir pagaminti deguonį. Visgi ateityje NASA nori naudoti kitokią, geresnę, sistemą, kurioje deguonį būtų galima išgauti tiesiogiai, per vieną reakciją. Tam tinka Bosch reaktorius, kuriame anglies dvideginio ir vandenilio mišinys elektrolizuojami. Reaktoriaus produktai – deguonis, vanduo ir anglies nuosėdos, kitaip sakant, grafitas.

Reaktorius turi akivaizdų privalumą, kad iškart išskiria deguonį, be to, nereikia jo atskyrinėti nuo metano dujų. Iš kitos pusės, grafito dalelės kelia didelį pavojų. Tipiniai jų dydžiai siekia vos kelis mikrometrus. Jei tokios dalelės pasklistų patalpų ore, greitai pažeistų astronautų plaučius ir užterštų įvairiausią įrangą.

Taigi dabar NASA, kartu su sutelktinio užduočių sprendimo platforma HeroX, paskelbė atvirą kvietimą sukurti grafito filtravimo sistemą, tinkamą Bosch reaktoriui. Gaminamas grafito kiekis tikrai nemažas – keturių žmonių įgula per parą iškvėpuoja apie kilogramą anglies. Taigi ir filtravimo sistema turėtų būti ypatingai efektyvi.

Iššūkio sąlygose nurodoma, kad sistema turėtų būti integruota į reaktoriaus sistemą, t.y. veikti kartu su veikiančiu reaktoriumi ir nekenkti jo efektyvumui. Grafitą būtų galima išfiltruoti arba iš bendro reakcijos produktų mišinio, arba iš dujų mišinio, pirma atskyrus vandenį.

Dalelių skersmuo varijuoja nuo maždaug vieno iki 500 mikrometrų, tad filtras turi vienodai gerai veikti įvairaus dydžio taršai; bet, žinoma, turi praleisti tiek vandens, tiek deguonies molekules.

Iššūkis nemenkas, bet puikus ir potencialus atlygis. Už patį dizainą siūlomas 20 tūkstančių dolerių pagrindinis prizas, tačiau atsivertų galimybės dalyvauti toliau vystant sistemas, pritaikant jas Mėnulio ar Marso bazėms, ilgoms kosminėms kelionėms ir kitur.

Greičiausiai ir Žemėje atsirastų kur taikyti tokius filtrus; Tarptautinėje kosminėje stotyje išbandytos filtravimo sistemos jau naudojamos įvairiems pramoniniams tikslams.

Šaltiniai:

• https://phys.org/news/2022-10-iss-habitat-safe-residents-year.html
• https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-022-01293-0
• https://www.herox.com/NASAParticle

Pasidalinkite su draugais

Aut. teisės: Konstanta.lt

Komentarai ()