Plazma zamiast prania. Jak astronauci poradzą sobie z brudem na Księżycu i Marsie?

Jak dbać o higienę tam, gdzie nie można po prostu włączyć pralki? Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej astronauci noszą ubrania tak długo, aż stają się zbyt brudne – a potem wyrzucają je jako odpady spalające się w atmosferze. Dla przyszłych misji na Księżyc i Marsa, odciętych od regularnych dostaw z Ziemi, takie rozwiązanie przestaje wchodzić w grę. Zespół z University of Alabama przetestował właśnie technikę, która może to zmienić – wykorzystującą plazmę przypominającą miniaturowe błyskawice.

Kosmiczny problem z praniem

→ Czytaj też: Czy NASA znalazła już życie na Marsie? Naukowcy: byliśmy zbyt ostrożni

Na ISS astronauci polegają na jednorazowych ubraniach. Gdy te stają się nieświeże, trafiają do śmieci i spalają się podczas ponownego wejścia w atmosferę. Mimo rygorystycznych protokołów czyszczenia, wymazy z poręczy i otworów wentylacyjnych regularnie ujawniają gęste populacje drobnoustrojów – niektóre z nich przystosowały się nawet do życia na metalowych powierzchniach. W warunkach mikrograwitacji część mikrobów może zmieniać swoje zachowanie, stając się bardziej agresywna lub zdolna do korozji systemów statku.

Na Księżycu czy Marsie nie będzie można liczyć na regularne dostawy świeżej odzieży. Miękkie tkaniny – od ubrań po tapicerkę kanap i łóżek – szybko staną się rezerwuarem bakterii, które ludzie nieustannie rozsiewają w codziennym życiu. „Masz kanapę, na której sześciu astronautów siedzi dzień w dzień. Jak utrzymać ją w stanie, który nie pozwoli na rozprzestrzenianie się zarazków?” – pyta retorycznie Gabe Xu, profesor University of Alabama i lider eksperymentu. Problem jest poważny, bo ograniczone zasoby wody wykluczają tradycyjne pranie.

Plazma zamiast płynu do płukania

→ Czytaj też: Sonda NASA przeleciała 2800 mil nad Marsem. Zobacz, co nagrała

Wiele ziemskich środków dezynfekujących, takich jak Lysol, słabo nadaje się do zamkniętych habitatów kosmicznych – unoszące się w powietrzu kropelki i opary chemiczne mogą zagrażać zdrowiu załogi. Dlatego Xu wraz z mikrobiolog Chelsi Cassilly, inżynier ochrony planetarnej NASA, postanowili sprawdzić, czy rozwiązaniem może być plazma – zjonizowany gaz zachowujący się jak kontrolowana forma błyskawicy.

W laboratorium badacze pocięli zwykłą bawełnianą koszulkę na próbki i zasiedlili je bakterią Staphylococcus caprae, powszechnie występującą na ludzkiej skórze i wykrywaną również na ISS. Następnie poddali materiał działaniu cienkiego jak ołówek, jasnofioletowego strumienia naładowanego gazu. Urządzenie wielkości telefonu komórkowego generowało wysoce reaktywne formy tlenu i azotu, które wnikały we włókna i rozrywały błony komórkowe bakterii poprzez stres oksydacyjny. Testy trwające od 30 sekund do pięciu minut nie wykazały przy tym zauważalnych uszkodzeń tkaniny. „To prawdopodobnie nie jest gorsze od normalnego zużycia” – ocenia Xu.

„To nie usunie plam po kawie z niczyjej koszulki, ale usunie to, co może wywołać chorobę” – zaznacza badacz.

Skuteczniej niż odkurzacz i chusteczki

Wyniki eksperymentu, zaprezentowane na konferencji astrobiologicznej w Madison, okazały się obiecujące. Technika plazmowa zabiła bakterie skuteczniej niż metody obecnie stosowane na ISS, w tym odkurzanie na sucho i przecieranie powierzchni chemicznymi chusteczkami. Co istotne, metoda nie wymaga wody – jedynie elektryczności i gazu roboczego, co czyni ją wyjątkowo praktyczną w warunkach ekstremalnych misji planetarnych.

Zespół Xu już rozszerza badania o kolejne gatunki mikroorganizmów, które dobrze prosperują w środowiskach zamieszkałych przez ludzi i na pokładach statków kosmicznych. „Koncentrujemy się na tym, o czym wiemy, że istnieje tam na górze lub co ludzie produkują w ciągu dnia” – tłumaczy naukowiec. W dalszej perspektywie badacze wyobrażają sobie skalowanie technologii do postaci podręcznego urządzenia, którego astronauci mogliby używać podczas rutynowych porządków w habitatach na Księżycu i Marsie.

Znaczenie dla przyszłych misji

Higiena w kosmosie to nie tylko kwestia komfortu. Badania sugerują, że niektóre drobnoustroje pod wpływem mikrograwitacji mogą zwiększać swoją zjadliwość, a nawet przyczyniać się do degradacji metalowych elementów konstrukcyjnych. Utrzymanie czystości tkanin bez marnowania cennej wody staje się więc jednym z kluczowych wyzwań inżynierii habitatów pozaziemskich. Plazmowe „pranie” – choć nie usuwa zabrudzeń wizualnych – może okazać się brakującym ogniwem w łańcuchu technologii, które pozwolą ludzkości zamieszkać poza Ziemią na dłużej niż kilka tygodni.

Eksperyment zespołu z Alabamy to dopiero pierwszy krok. Kolejne testy obejmą bardziej zróżnicowane kultury bakterii i różne typy materiałów. Jeśli technika potwierdzi swoją skuteczność, przyszłe misje Artemis czy marsjańskie habitaty mogą zyskać coś, czego dotąd w kosmosie nie było – możliwość zachowania higieny bez jednorazowych ubrań i bez kropli wody.