Как космонавты борются сгрибком ибактериями

Как космонавты борются сгрибком ибактериями

Интернациональная космическая станция — это герметично замкнутый объект с неестественной средой обитания. На МКС всегда поддерживается газовый состав воздуха, подобный земному: обычная влажность, комфортная температура — и нетрудно осознать, что поддержание и создание таких условий на орбите требует работы целого комплекса сложных инженерных совокупностей, именуемых совокупностями жизнеобеспечения.

Все это оборудование всегда фильтрует воздушное пространство станции, очищая его от жёстких примесей, выводит посредством вторых фильтров излишки CO2, что образуется при дыхании, пополняет воздух станции привезенным с Почвы кислородом вместо «выдышанного» жителями МКС. Вторая аппаратура несёт ответственность за то, дабы уровень влажности на станции не опускался ниже 50% и не поднимался выше 60%: в зависимости от необходимости воздушное пространство насыщается влагой либо, наоборот, высушивается.

Но имеется еще один компонент среды обитания на МКС, что в обязательном порядке присутствует и с которым нельзя не принимать во внимание. Это микробы: бактерии и плесеневые грибы. Источником бактерий есть по большей части человек — бактерии в несметных количествах живут и в нас, и на поверхности отечественного тела. А вот грибы

Нежеланные пассажиры

Замесите тесто из муки и воды, не додавая в том направлении никаких дрожжей. В случае если дать данной массе постоять, в ней через какое-то время все равно начнется, пускай не сильный, дрожжевое брожение. Откуда взялись дрожжи? Из воздуха!

Споры микроскопических грибов (и не только дрожжей) всегда находятся около нас — и в воздухе, и на поверхностях предметов.

«Перед запуском все внутренние количества «Альянсов», транспортных судов, обитаемых модулей дезинфицируются, — говорит Светлана Поддубко, научный сотрудник Университета медико-биологических неприятностей. — Поверхности протирают салфетками, намоченными 3%-ным раствором перекиси водорода (на западе применяют 6%-ный раствор). Очищают воздушное пространство. По нормативу на 100 см2 поверхности должно приходиться не более 1000 колониеобразующих единиц микроорганизмов.

Так, микробы хотя бы в маленьком количестве в обязательном порядке попадут на МКС. Отправляемые на орбиту аппараты чисты, но не стерильны».

    Принцип работы аппарата «Поток» содержится в действии на живые клетки постоянным электрическим полем с скоро изменяющейся полярностью. Такое действие ведет к происхождению пор в клеточной мембране, а после этого к смерти бактерий и микроскопических грибов.

Протеиновые останки клеток отфильтровываются и уничтожаются, дабы не стать пищей для других нежелательных микроорганизмов.

Откуда в космосе гнилые яблоки?

Чем же страшны эти микробы? «Сейчас эксплуатации русском орбитальной станции «Мир» появилась неожиданная неприятность, — говорит Светлана Поддубко. — Перестал работать прибор коммутационной связи, и астронавты прекратили слышать Почву. Выход был отыскан — благо все совокупности станции резервируются, но обстоятельство поломки узнать не удалось, пока прибор не доставили на Землю. А на Земле поняли, что пластиковые оплетки проводов уничтожены и случилось замыкание.

Виной всему была плесень».

На той же станции «Мир» было отмечено еще одно неприятное явление. Прилетавшие на станцию астронавты жаловались, что чувствуют, как словно бы попали в подвал с гнилыми яблоками. Со временем жители «Мира», что именуется, принюхивались, и данный запах больше их не тревожил.

Но где его источник? Плесень!

«Плесеневые грибы устроены достаточно примитивно, и им для выживания необходимо всего шесть химических элементов, — растолковывает Светлана Поддубко. — Но эти элементы нужно откуда-то взять. И тогда они включают собственный деятельный ферментативный аппарат (к примеру, кислотообразование). Посредством выделяемых ферментов грибы пробуют уничтожить межмолекулярные связи полимеров, а после этого «изъять» необходимые для питания элементы.

Плесень, так, заселяет пластиковые подробности, а после этого неспешно разрушает их. Ферменты, выделяемые микробами, смогут быть очень пахучими — вот и секрет «запаха гнилых яблок». Одна из форм деятельно создаёт вещество с таким «запахом» во время колониеобразования».

Бактерии не воображают таковой угрозы, как плесень. Отправляющиеся на орбиту астронавты — это многократно изученные медиками здоровые люди, каковые не смогут быть носителями возбудителей важных инфекционных болезней. Но и тут определенный риск присутствует. Существует, к примеру, бактерия «золотистый стафилококк» (Staphylococcus aureus), которая в свое время мутировала в так называемый госпитальный штамм, в особенности страшный для новорожденных младенцев.

У нас в свое время закрыли много роддомов, где позже практически выжигали стенки — вывести этого вредного микроба вторыми методами практически нереально. Так вот, взрослый человек возможно совсем здоровым, но носить в себе золотистый стафилококк. И на борту космической станции эта бактерия может стать возбудителем заболевания, в случае если у одного из членов экипажа появятся неприятности с иммунитетом.

Для того чтобы пока не случалось, но это не означает, что риск аналогичного события равен нулю и размножение бактерий на МКС не нужно ограничивать.

    В первый раз аппарат «Поток» был опробован на станции «Мир», где выявились значительные неприятности из-за размножения колоний плесени. Скоро прибор стал штатным оснащением МКС, а создатели «Потока» заслужили признательность астронавтов и космонавтов.

кожа и Вода

«Условия для размножения возможно вредных микроорганизмов на МКС, к сожалению, имеется, и это вытекает из специфики станции с ее отсутствием гравитации и герметичной замкнутостью, — говорит Светлана Поддубко. — Мы на Земле, в отечественных жилищах можем жить и с большей концентрацией бактерий в воздухе. Но у нас неизменно имеется возможность проветрить помещение и устроить хорошую мокрую уборку с громадной дозой дезинфицирующих веществ. На МКС таких возможностей нет.

В том месте убираются посредством салфеток и пылесоса, легко намоченных водным дезинфицирующим раствором. На станции существуют и без того именуемые застойные территории, где перемещение воздуха происходит со скоростью менее 0,1 м/с, — для плесени это прекрасно. Микробы весьма обожают питаться натуральным белком — и его на станции в избытке.

Люди всегда теряют небольшие частички кожного покрова, и в случае если эти частички попадут в какое-нибудь мокрое место, то окажется биомасса, которая станет хорошим субстратом для колоний плесени».

Места с концентрацией жидкой жидкости на МКС имеется. Все модули станции имеют круглое сечение, но рабочие количества заключены в плоские условные «стенки», «полы» и «потолки». Между внутренними и внешними стенками образуется, так, не хорошо проветриваемое запанельное пространство.

Внешние стенки модулей — обечайки — весьма прочны, но наряду с этим достаточно узки. Они то разогреваются солнцем до +50, то охлаждаются до -50°С в тени, и в следствии перепадов температур на внутренней стороне обечайки выступает влага и появляется водяная пленка. В том месте плесени самое раздолье, а в то время, когда созреют споры, они легко разлетятся по всей станции — гравитации-то нет.

В общем, с микробами в космосе нужно бороться, и, к счастью, уроки станции «Мир» не остались без следа.

    Функциональный грузовой блок (ФГБ) «Заря» был выстроен в Российской Федерации, но в эру экономических трудностей финансирование предоставило агентство NASA, и блок был включен в американский сегмент. В 2009 году американцы оценили «Поток» по преимуществу и купили аппарат для биологической очистки воздуха в ФГБ.

«Пускай поработает в космосе»

В начале 1990-х Александр Наголкин и Елена Володина — два инженера, трудившихся в советской космической индустрии — решили уйти в личный бизнес, для чего в первой половине 90-ых годов двадцатого века основали компанию «Поток-Интер». «В КБ «Салют», — говорит Елена Володина, — я занималась совокупностями жизнеобеспечения в космосе, и тема мне была прекрасно знакома. Но частным компаниям в данной сфере делать было нечего, и мы обратились к медицине.

В те времена именно начали появляться частные клиники с большим уровнем предоставления одолжений, и требовались, например, совокупности очистки воздуха в операционных. Простая фильтрация, к примеру посредством HEPA-фильтров, была не через чур действенной, поскольку источник биозагрязнения был в помещения. И мы придумали действенную разработку биологической очистки воздуха посредством электрического поля».

Основатели компании «Поток-Интер» рассчитывали продвигать собственный продукт как на русском рынке, так и за границей. Но, воображая аппарат на интернациональных выставках, они слышали одно да и то же: «Русский разработка? Из-за чего мы должны поверить в ее эффективность? Вот если бы она поработала в космосе».

В 1995 году Елена Володина встретилась с управлением НПО «Энергия» и внесла предложение разместить на станции «Мир» аппарат для биологической очистки воздуха «Поток». В качестве главного довода она напомнила о проблемах, каковые формирует плесень для электрооборудования. В итоге космических глав удалось убедить, но не приобрести прибор, очевидно, а послать его на станцию «Мир» в качестве экспериментального оборудования. «Поток» продемонстрировал себя так прекрасно, что для служебного модуля (СМ) строящейся МКС аппарат «Поток-150-МК» уже был заказан и куплен.

А в 2009 году NASA решило сделать обитаемым принадлежащий американцам (но выстроенный в Российской Федерации) функциональный грузовой блок (ФГБ) и устроить в том месте спальные места для космонавтов. Но обнаружилась неприятность — через чур большой уровень обсемененности микроскопическими грибами. При американской норме 100 ед. на 1 м3 воздуха в ФГБ это значение составляло 1260 ед. И тогда NASA попросило у партнеров из России разрешить им попользоваться «Потоком».

Прибор довел содержание грибов в воздухе до нуля, по окончании чего американцы заказали себе данный прибор для постоянного размещения в ФГБ. Сейчас на МКС их трудится два, причем первый, тот, что установлен в СМ, исправно функционирует уже практически 15 лет.

Убийство полем

«Поток-150-МК» — комплексная совокупность, которая может как очистить воздушное пространство от пыли, так и инактивировать микробы постоянными электрическими полями. Совокупность уничтожает и все протеиновые останки микроорганизмов, дабы они не стали питательной средой для размножения новых грибов и бактерий.

«Фундаментальный принцип работы «Потока» пребывает в следующем, — говорит Елена Володина. — Посредством вентилятора воздушное пространство подается в канал, в котором поочередно размещены пакеты пластин из пенометалла и пенополиуретана (в качестве диэлектрика). В качестве пенометалла мы значительно чаще используем пеноникель. Таковой пенометалл разрешает создавать верные напряженности (электрополя) на собственного рода «наноиглах», каковые присутствуют в его структуре.

Неоднократно меняя полярность, мы воздействуем на клетку как на диполь. В следствии множественного действия клетка разрушается. Прибор оснащен блоком питания, что выступает и как контроллер.

Он всегда снимает вольтамперную чёрта с прибора и сравнивает ее с эталонной. В случае если имеется несовпадения, значит, прибор трудится неправильно».

Работа в космосе создала технологии и хорошую репутацию, защищенной патентами в Российской Федерации, США, Японии, ЕС, и самому аппарату «Поток», но и на Земле он бывает нужен. «С возникновением пластиковых стеклопакетов неприятность биозагрязнения воздуха обострилась, — говорит Елена Володина. — Помещения хуже проветриваются. Соответственно, плесени и другим микробам стало комфортнее. Биологическая очистка воздуха пользуется спросом и на транспорте, и в пищепроме, и в публичных строениях, но основное ее использование, само собой разумеется, остается в сфере медицины, где «Поток» уже давно и удачно трудится».

Статья «Битва с грибами в космосе» размещена в издании «Популярная механика» (№159, январь 2016).

КАК ИЗБАВИТЬСЯ ОТ ГРИБКА НА СТЕНАХ


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: