مهاجمان ذره بینی در فضا

تصور کنید شما یکی از فضانوردان مأموریت سفر به مریخ هستید که پس از سه سال در راه بازگشت به زمین قرار دارید در میانه راه, فضاپیمای شما ناگهان با قطع و وصل متناوب جریان برق مواجه می شود

تصور کنید شما یکی از فضانوردان مأموریت سفر به مریخ هستید که پس از سه سال در راه بازگشت به زمین قرار دارید. در میانه راه، فضاپیمای شما ناگهان با قطع و وصل متناوب جریان برق مواجه می‌شود. شما با کنترل سیم‌کشی داخلی درصدد جستجوی علت برمی‌آیید و در کمال شگفتی، مشاهده می‌کنید توده‌ای لرزان از مایعی سیاه‌رنگ به اندازه یک گریپ‌فروت در مجاورت یک دسته سیم کپک‌زده معلق است!

مشابه همین اتفاق در ایستگاه فضایی میر پس از پرتاب آن در سال ۱۹۸۶ روی داد.

مارک اوت، دانشمند بخش پزشکی مرکز فضایی جانسون در تگزاس در رابطه با این جریان هشدار داد که ایستگاه فضایی میر و ایستگاه فضایی بین‌المللی، از نظر پاکیزگی هنگام پرتاب، شرایط کاملاً مشابهی داشته‌اند. در آن زمان، کیهان‌نوردان میر، فرایند معمول پاکسازی تمام سطوح ایستگاه فضایی را برای جلوگیری از رشد باکتری‌ها و قارچ‌ها، که می‌توانند سلامت سرنشینان را به خطر بیاندازند، انجام دادند (دقیقاً به همان شیوه‌ای که امروزه، فضانوردان آمریکایی و دیگر کشورها در ایستگاه فضایی بین‌المللی به عملیات پاکسازی می‌پردازند).

در اواخر دهه نود میلادی، ناسا نیز در ارزیابی فعالیت باکتری‌ها در میر با روسیه مشارکت کرد. آنها در راستای مأموریت‌های بلندمدت خود، قصد داشتند تا انواع موجودات ذره‌بینی را که قادر بودند در شرایط ویژه ایستگاه‌های فضایی (که نیاز به بازیابی مکرر هوا و آب است) رشد کنند، بشناسند. به ویژه که میر طی ۱۵ سال پرواز در مدار پایین‌زمینی، چندین بار قطع برق را تجربه کرد که هر بار دما و رطوبت از حد تعیین شده بیشتر شد و گردش هوا در فضاپیما نیز تا اتصال دوباره برق نامناسب بود.

در سال ۱۹۹۸، فضانوردان آمریکایی با شرکت در پروژه‌های ناسا ۶ و ناسا ۷، بارها در بخش‌های مختلف میر در شرایط محیطی ویژه‌ای تحت آزمایش قرار گرفتند. تصور کنید آنها با برداشتن پنل یکی از بخش‌های مدول کوانت-۲ میر (که به ندرت نیاز به بازبینی آن بود) و در برخورد با توده بزرگ آب شناور، که به گفته یکی از فضانوردان به بزرگی یک توپ بسکتبال بود، تا چه حد شگفت‌زده شده‌اند.

توده‌های بزرگ آب، تنها یکی از موارد پنهان در پس پنل‌های ایستگاه فضایی بود. دانشمندان در ادامه به این نتیجه رسیدند که آب از میعان رطوبت انباشته شده در طول زمان بر اثر جاذبه اندک پدید آمده است. الگوی جریان هوا در میر به گونه‌ای بود که رطوبت را بیشتر به پشت پنل‌ها منتقل می‌کرد. دمای نسبتاً گرم پشت پنل‌ها (۲۸ درجه سانتیگراد) شرایط مناسبی را برای رشد هرگونه باکتری به وجود آورده بود؛ به طوری که توده‌های آب به وجود آمده، بیرنگ نبودند: دو نمونه به رنگ قهوه‌ای و سومی به رنگ سفید. آزمایش‌هایی که بر روی این نمونه‌ها انجام گرفت حاکی از وجود انواع گوناگون باکتری و قارچ در آب بود.

علاوه بر آنچه در داخل فضاپیما یافت شد، کلونی‌هایی نیز در محل درزگیرهای لاستیکی دور پنجره‌ها در سطوح داخلی میر، بخش‌هایی از لباس‌های فضانوردان، عایق کابل‌ها و لوله‌ها، عایق سیم‌ها و تجهیزات مخابراتی تشکیل شده بود.

موجودات ذره‌بینی جدا از به خطر انداختن سلامتی فضانوردان، به خود فضاپیما نیز آسیب می‌رسانند. اندرو استیل، کارشناس ارشد موسسه کارنژی واشنگتن که با مرکز پرواز فضایی مارشال همکاری می‌کند، اظهار کرد که موجودات ذره‌بینی قادرند موجب تغییر خواص فولاد کربنی و حتی فولاد ضدزنگ شوند و در محل تلاقی دو قطعه فلزی، خوردگی گالوانیک ایجاد کنند. اسید تولید شده از این موجودات، باعث خوردگی فلزات، شکنندگی قطعات پلاستیکی و پوسانیدن فیلترهای هوا و آب می‌شود و به طور کلی سلامت فضاپیما را نیز به خطر بیاندازد.

بنا به دلایل فوق است که مرکز پرواز فضایی مارشال تصمیم به توسعه سامانه آزمایش قابل حملی به نام لوکاد-پی‌تی‌اس یا آزمایشگاهی روی ریزتراشه گرفته است. این سامانه ابزاری قابل حمل برای تشخیص وجود باکتری‌ها و قارچ‌ها روی سطوح فضاپیماها تنها در چند دقیقه است؛ کاری که با روش‌های استاندارد در آزمایشگاه‌های کشت میکروب ممکن است در چند روز انجام شود.

استیل در این رابطه می‌گوید: "لوکاد-پی‌تی‌اس، نمونه‌ای منحصر به‌فرد از تجهیزاتی است که فضانوردان در یک سفر طولانی‌مدت به ماه یا مریخ نیاز مبرمی به آن خواهند داشت. آنها باید قادر باشند خود به ارزیابی آلودگی‌ها بپردازند، چرا که ممکن است نتوانند نمونه‌ها را برای آزمایش دقیق‌تر به زمین بازگردانند. رشد باکتری‌ها در فضاپیما پدیده‌ای است که باید جدی گرفته شود، اگرچه هیچ‌گونه مشکل مکانیکی یا الکتریکی حادی در ایستگاه فضایی میر مشاهده نشد."

در حال حاضر، یکی از نمونه‌های آزمایشی لوکاد-پی‌تی‌اس که تنها قادر به شناسایی یک دسته از باکتری‌هاست در ایستگاه فضایی بین‌المللی آزمایش می‌شود. مدل‌های جدیدتر این دستگاه که می‌تواند انواع اصلی باکتری‌ها و قارچ‌ها را تشخیص دهد، تا سال ۲۰۰۸ به ایستگاه فضایی پرتاب خواهد شد. در ضمن، پاییز ۲۰۰۷ نیز قرار است نوع پیشرفته‌تری از لوکاد-پی‌تی‌اس با قدرت شناسایی ۱۳۰ نوع موجود ذره‌بینی در قطب شمال آزمایش شود.

هدف نهایی از این پروژه، ساخت ابزاری کوچک و قابل حمل است که بتواند وجود انواع گوناگون باکتری را تشخیص دهد. با استفاده از نتایج چنین تحقیقاتی، دانشمندان می‌توانند به بهترین و پیشرفته‌ترین ترکیبات و تجهیزات ضدباکتری برای جلوگیری از به خطر افتادن زندگی فضانوردان و فضاپیماها دست پیدا کنند.