Бактерии выживают в «чистой комнате» при сборке космических аппаратов, питаясь чистящими средствами
Инженеры работают с аппаратом Opportunity в чистой комнате Космического центра Кеннеди
В ближайшие годы человечество собирается запустить несколько очередных космических миссий по поиску внеземной жизни. Но если жизнь найдут в образцах с Марса, Луны или Европы, то не следует радоваться слишком бурно. Особенно если найденные биологические формы будут слишком похожи на земные. Первое и самое вероятное объяснение такой находке — микробное загрязнение научных инструментов и космического корабля микробами с Земли. Как выяснилось в последнее время, многие из них успешно выживают даже в космосе.
В этой связи на первый план выходят тщательные процедуры сборки, испытания, запуска и эксплуатации космических аппаратов, которые сводят к минимуму биологическое загрязнение исследуемых сред. Для снижения вероятности загрязнения требования НАСА к планетарной защите для Марса включают сборку космических аппаратов в чистых помещениях, изменение траектории отлетающих космических аппаратов, частичную стерилизацию посадочных модулей и роверов (на уровнях отдельных систем или полностью).
На сборку всех марсианских космических аппаратов дополнительно распространяются требования, включая создание чистых помещений (ISO класс 8 или лучше), правильные процедуры допуска персонала в чистые комнаты (специальные комбинезоны как на фото вверху) и обычные процедуры чистки для космических аппаратов, поверхностей и полов на сборочных производствах. Обычно для этих целей используются этиловый спирт (этиловый спирт) и пропанол-2 (изопропиловый спирт, изопропанол) для столешниц и материалов космических аппаратов, а также Kleenol 30 для полов чистой комнаты.
Несмотря на эту практику, в лабораториях по сборке космических аппаратов всё равно присутствует стойкий микробиом (101–102 колониеобразующих единиц (cfu) на см², 0,2–300 спор на м²) с «молекулярной генетикой, раскрывающей таксономически разнообразное и динамическое микробное сообщество», в том числе бактерии, археи и грибки. Авторы новой научной работы предлагают первые биохимические доказательства, объясняющие причину, почему биологическое загрязнение сохраняется в чистых комнатах
Чтобы выяснить, как микробиом космического аппарата выживает в чистых помещениях, исследовательская группа проанализировала несколько штаммов ацинобактеров (Acinetobacter), первоначально найденных на космических аппаратах Mars Odyssey и Phoenix.
Авторы исследования обнаружили, что в очень ограниченных питательными веществами условиях большинство испытанных штаммов росли и питались чистящими средствами, используемыми при сборке космических аппаратов специально для очистки помещения. Работа показала, что культуры способны расти на этиловом спирте как единственном источнике углерода, проявляя при этом разумную толерантность к окислительному стрессу. Это важно, поскольку окислительный стресс связан с сухой средой, аналогичной Марсу.
Исследование показало, что данные штаммы ацинобактеров также в состоянии биодеградировать изопропиловый спирт и Kleenol 30. Эти два чистящих средства, обычно используемые в «чистых комнатах», тоже способны служить источниками энергии для микробиома.
«Мы даём сообществу планетарной защиты базовое понимание, почему эти микроорганизмы выживают в чистых комнатах, — сказал Ракеш Могул (Rakesh Mogul), профессор биохимии в Калифорнийском государственном политехническом университете. — Всегда что-то поступает в чистые комнаты, но одним из вопросов было, почему микробы там остаются и почему определённый набор микроорганизмов постоянно встречается в чистых комнатах».
Теперь мы знаем ответ на этот вопрос. С точки зрения планетарной защиты это значит, что необходимо предпринять более жёсткие меры по очистке космических аппаратов, ориентированных на поиск внеземной жизни.
Тщательная очистка космических кораблей очень важна в свете предстоящей миссии на Марс, чтобы предотвратить межпланетное загрязнение Красной планеты земными биологическими формами. Последствия такого загрязнения могут оказаться неконтролируемыми и не совпадать с планами учёных по терраформированию и озеленению Марса.
Научная статья опубликована 19 апреля 2018 года в журнале Astrobiology (doi:10.1089/ast.2017.1814).
