Новое исследование стало важным шагом вперед для пилотируемой космонавтики, поскольку доказало, что бактерии, важные для поддержания здоровья человека в течение длительного времени, способны переносить нагрузки, связанные с запуском ракет и условиями невесомости. Способность бактерий сохранять жизнеспособность под воздействием перегрузок, возникающих при ракетных полетах, имеет принципиальное значение для планирования перспективных миссий на Марс с экипажем. В рамках уникального исследования, проведенного австралийскими учеными, было установлено, что бактерия Bacillus subtilis может выдерживать экстремальные перегрузки, ускорение, торможение и даже кратковременное пребывание в состоянии невесомости.
Хотя люди уже давно и безопасно проживают на космических станциях, пусть и в течение ограниченного времени, существовали опасения относительно способности некоторых бактерий, поддерживающих баланс в организме, выживать в течение длительных периодов. В рамках исследования была проведена уникальная серия экспериментов: бактериальные споры были отправлены на большую высоту с помощью ракеты, а затем собранные образцы были возвращены и проанализированы, что позволило избежать имитации подобных условий в лабораторных условиях. Это является значительным прогрессом в изучении реакции живых организмов на воздействие космической среды.
По словам соавтора работы, профессора Елены Ивановой из Университета RMIT, их исследование выявило, что бактерии, необходимые для поддержания здоровья человека, способны переносить значительные колебания гравитации, а также ускорение и резкое торможение. Полученные результаты углубляют представления о воздействии длительного пребывания в космосе на микрофлору, населяющую организм человека и обеспечивающую его нормальное функционирование. Это открывает возможности для разработки более эффективных систем поддержки жизнедеятельности для космонавтов, направленных на сохранение их здоровья во время продолжительных космических путешествий. Кроме того, эти сведения могут быть использованы исследователями и представителями фармацевтической отрасли для проведения передовых экспериментов в области биологии, проводимых в условиях микрогравитации.
Для проведения испытаний была использована метеорологическая ракета, которая обычно применяется для изучения верхних слоев атмосферы. Бактерия Bacillus subtilis была выбрана для путешествия в атмосферу, поскольку она отличается высокой устойчивостью и способна выдерживать перегрузки до 13 g во время работы второй ступени ракеты. Этот выбор определяет важную точку отсчета для определения верхнего предела выживаемости бактерий в условиях космического запуска, что может послужить основой для будущих исследований с использованием более чувствительных штаммов. На высоте приблизительно 260 километров над поверхностью Земли ракета испытала шесть минут невесомости после выключения основного двигателя, что ознаменовало начало периода микрогравитации. После завершения периода невесомости бактерии подверглись воздействию наиболее сильных перегрузок: при торможении ракета испытала перегрузку до 30 g, что превышает величину перегрузок при старте, при этом она вращалась со скоростью 220 оборотов в секунду. Несмотря на экстремальные условия, последующий анализ бактерий показал, что они сохранили свою структуру и способность к росту, не отличаясь от состояния до испытания.
По словам одного из авторов исследования, доцента Гейл Айлс из Университета RMIT, данная работа расширяет представления о том, как живые организмы способны адаптироваться к экстремальным условиям, что представляет интерес для будущих марсианских и межпланетных миссий. Обеспечение того, что эти микроорганизмы способны выдерживать высокие перегрузки, состояние невесомости и резкое торможение, позволит улучшить здоровье космонавтов и создать более надежные системы поддержки жизни. Исследователи также предполагают, что их работа может найти применение на Земле, способствуя углубленному пониманию механизмов выживания микроорганизмов в самых суровых и непригодных для жизни местах нашей планеты. Кроме того, результаты работы могут быть использованы для разработки новых подходов к борьбе с бактериями, устойчивыми к антибиотикам. Однако, исследователи подчеркивают, что практическое применение их открытий пока находится на отдаленной перспективе.
Команда также выявила перспективное направление, которое заключается не в обеспечении выживания людей в экстремальных условиях космоса и других планет, а в поиске организмов, уже адаптированных к такому существованию. Более глубокое понимание устойчивости микроорганизмов в неблагоприятных средах может предоставить новые возможности для поиска жизни на других планетах. Это, в свою очередь, позволит более эффективно планировать миссии по обнаружению жизни, помогая выявлять и исследовать формы микробной жизни, способные существовать в ранее непригодных для обитания средах.
Статья была опубликована в журнале .