Микроорганизмы выживают в открытом космосе
Внешняя поверхность модулей МКС, находящихся на орбите 15 и более лет — идеальная экспериментальная база для исследований сохранения и выживаемости земных микроорганизмов в условиях открытого космоса.
Очевидно, что на поверхности станции могут находиться микроорганизмы, оставшиеся после сборки и выведения модулей на орбиту. Также на поверхность космической станции могут быть занесены микроорганизмы, содержащиеся в воздухе жилых отсеков — после того, как после системы очистки воздуха на МКС их выбрасывает специальная система.
Уникальность эксперимента «Тест» (организаторы — ФГУП ЦНИИмаш, ОАО «РКК "Энергия" имени С.П. Королева», ГНЦ РФ — ИМБП РАН, ФГБУ «НИИ вирусологии имени Д. И. Ивановского», ФГБУ «Институт прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова») заключается в отборе микробиологических проб непосредственно с внешней поверхности орбитальной станции. Специально для его проведения был создан прибор, удобный для работы космонавта в скафандре. Это моноблок с двумя глухими полостями, в которые ввернуты цилиндрические пробоотборники. Для исключения заноса в космос земных бактерий, пробоотборник «Тест» до отправки на МКС автоклавируется и стерилизуется гамма-излучением.
В результате анализа проб, полученных экипажами МКС в 2010, 2012, 2013 и 2014 годах, получены уникальные данные, подтверждающие, что на внешней стороне космических объектов могут сохраняться жизнеспособные споры микроорганизмов, устойчивые к неблагоприятным факторам окружающей среды.
В четырех пробах из одиннадцати были обнаружены бактерии рода Bacillus (B. licheniformis, B. subtilis и B. sphaericus, В. pumilus). Микроорганизмы выявлены в зонах клапана системы «Воздух» (2010 год), иллюминатора ВЛ2 на МИМ2 (2013 год), иллюминатора № 2 СМ (2014 год).
Анализ молекулярными методами проб с внешней поверхности МКС позволяет определить видовую специфичность обнаруженных микроорганизмов и их происхождение. В зонах конструкции иллюминатора ВЛ2 МИМ2, расположенного навстречу потоку, в 2013 году были выявлены фрагменты ДНК Micobacteria (гетеротрофного морского бактериопланктона, обитающего в Баренцевом море) и ДНК экстремофильной бактерии Delftia. Также получены факты, подтверждающие, что возможен значимый массоперенос морского бактериопланктона до орбит МКС.
Впервые в мировой практике космических исследований космонавтами в процессе внекорабельной деятельности с поверхности станции отбирались пробы-мазки мелкодисперсного осадочного вещества. Пробы помещались в стерилизованный контейнер и доставлялись на Землю. При многопараметрических лабораторных исследованиях были получены уникальные результаты: — в зоне загрязнения экранно-вакуумной теплоизоляции — около клапана системы очистки воздуха «Воздух» зарегистрирована концентрация летучих органических соединений в 102−103 раза превышающее концентрацию этих веществ в атмосфере МКС (2010 год); — на поверхности гермокорпуса под экранно-вакуумной теплоизоляцией выявлено превышение содержания магния в пробах в 4,5 раза по сравнению с алюминием, что указывает на особенности диспергирования металла сплава и/или возможность процесса коррозии (2012 год); — показано отсутствие гептила во всех пробах (2010 год); — установлено, что дисперсный состав космической пыли на поверхности МКС состоит из трёх фракций: микронной (1 мкм и 5 мкм), субмикронной (доминирующая фракция) и наночастиц (2013 и 2014 годы); — элементный профиль космической пыли, собранной с поверхности МКС, позволяет предположить значительный вклад тропосферного аэрозоля смешанного — терригенного и морского происхождения (2014 год); — масс-спектр органических высокомолекулярных соединений и спектр низкотемпературной флуоресценции показывают наличие биогенных веществ в космической пыли на 2 и 13 иллюминаторе (2014 год).
Полученные данные о химическом и биологическом составе космической пыли на поверхности МКС позволяют предположить существование механизма «ионосферного лифта», осуществляющего перенос тропосферного аэрозоля с поверхности Земли в верхнюю ионосферу.
Постоянное поступление биогенного материала с поверхности Земли на поверхность МКС требует дальнейшего изучения на предмет коррозионной стойкости материалов поверхности станции в условиях многолетнего комбинированного воздействия химического, биологического загрязнения и радиационного воздействия в условиях околоземного космического пространства.
Для разработки изделий с длительным сроком существования и объектов высокой автономности — например, для марсианского экспедиционного комплекса, лунной или марсианской, орбитальной или напланетной станций чрезвычайно важна достоверная информация о влиянии космических условий на материалы конструктивных элементов МКС, снижающих ресурсные характеристики гермокорпусов, и выполнения условий для обеспечения планетного карантина. В данном исследовании задача из области космической микробиологии совмещается с задачей космического материаловедения по обнаружению признаков деструкции конструктивных материалов, в частности, оболочек гермокорпуса.
