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国际空间站的墙竟然发霉了?没事,快递一个微生物学家上天

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几个月前,在自己位于休斯敦的办公室里,凯特·鲁宾斯(Kate Rubins)感觉有点怪异。

她有点晕乎乎的。她说:“走起路来就像个刚学会走路的两岁小宝宝。”她还会时不时地看看她的桌子,确保桌上的物体没有到处漂移。

鲁宾斯不是疯了。她只是正在尝试着重新适应地球上的生活,因为她之前已经在离地表数百英里的失重条件下生活了四个月。


2016年9月,美国国家航空航天局宇航员凯特·鲁宾斯在国际空间站,身着安德森癌症中心病人为其精心装饰的太空服。来源:NASA Johnson/Flickr

在太空漂浮的时候,她的血液都涌向头部,就像整个人倒吊在攀爬架上一样。这种体验一开始让她分不清方向,但最终她还是学会了靠她的四肢移动。

然而,在10月底重返地球之后,她更加分不清东南西北了。

但鲁宾斯已经习惯了剧烈的转变。说来也奇怪,她的太空之旅始于几年前的中非。

“如果你将你的手指放在非洲大陆地图的中部,那位置差不多就是我们的野外调查点。”鲁宾斯说。除了是一名宇航员,她还是一名微生物学家。

那是在2007年,鲁宾斯和她的同事们乘坐的飞机降落在刚果民主共和国的跑道上。他们去那是为了在当地一个偏远的村落研究严重爆发的猴痘病毒。而在此前,她已经在实验室研究艾滋病病毒、埃博拉病毒以及天花病。

而这一次,他们至少要在那待六个星期。

鲁宾斯那会还对未来一无所知。但那一次远征给她的经验,她最终将在另一项远得多的旅程中能用上——去外太空的旅程。


鲁宾斯在国际空间站外部身穿太空服安装设备。来源:NASA Johnson/Flickr


在非洲的工作结束之后,鲁宾斯回到了马萨诸塞州的坎布里奇市,继续在怀特海德生物医学研究所从事研究,在那她花费了很多时间申请经费。

按鲁宾斯的说法,所有文书工作都是“让人头脑发木的”。为了休息一下,她的一位同事建议一道去尝试申请另一职位——美国国家航空航天局宇航员。

“于是,我在网上申请了。”鲁宾斯说,只是碰碰运气随便填了填。“我会抓住这次机会,”她说,“没准哪天我申请成为宇航员的故事就被万人皆知了。”

几个月后,她接到了来自休斯敦的面试电话。

其实鲁宾斯并不符合宇航员的一般要求。许多宇航员之前都是军队飞行员、工程师或医生,而不是研究病毒的微生物学家。但她成功了。

“人们现在对在空间站做生物学研究越来越感兴趣。”美国国家航空航天局国际空间站项目首席科学家朱莉·罗宾逊(Julie Robinson)解释说。


鲁宾斯在空间站内操作真空设备手套式操作箱。来源:NASA Johnson/Flickr

在2011年航天飞机项目终止之前,“我们的指挥官和飞行员必须要具备让航天飞机着陆的能力,这就意味着他们需要有驾驶及航空航天的背景,而现在这并不是重要条件了。”罗宾逊说。

但航天飞机项目结束后,美国的宇航员就开始搭便车,乘俄罗斯的火箭上太空,所以现在的重点就不再是宇航员的驾驶技能了,因为他们不在需要负责让飞船着陆。

“现在更为重要的是他们在轨道上做各种实验的部分。”罗宾逊说,“我们在太空中了解到的东西能帮助我们去理解衰老、疾病的发展过程,甚至是关于细胞的基本生物学知识。”

分子生物学家和微生物学家在太空中很有用的另一个原因在于,即便空间站没有像埃博拉和猴痘这样的病毒(宇航员在出发前往太空之前进行了检疫确保这一点),太空旅行从来就不是无菌的。

举个例子,就拿1969年阿波罗10号飞行任务来说,当时三位宇航员在仓板上看了一坨漂浮在他们飞船上的粪便。

那会儿,几个宇航员只是在一个密封的太空舱里待几天。但现在我们有了空间站,它就像一个距离地球200英里开外绕着它转的六居室房子。

空间站开始可能是一尘不染的,而宇航员却不是这样。

“我们没法送一个无菌的宇航员上去。”国家航空航天局约翰逊宇航中心的微生物学家萨拉 卡斯特罗-华莱士(Sarah Castro-Wallace)说。宇航员需要肠道细菌和其他有益的微生物来保持健康。

16年来,一批又一批的宇航员都是直接在空间站内流汗、排便、呕吐。他们释放出来的微生物就都留在他们周围,因为空间站密封地非常结实,就像是一架从未打开过的飞机。


空间站上某处采集的样品涂板后长出的真菌。来源:NASA / JPL

如今,它里面充满了非人类的生命,它也因此有了自己独特的微生物组。

“我们时不时会发现金黄色葡萄球菌,而表皮葡萄球菌则时刻出现在我们的视线中。”卡斯特罗-华莱士一边说着,一边查看着空间站里常见的微生物清单。常见的例子包括人葡萄球菌(通常是无害的)、藤黄微球菌(存活在嘴和喉咙中)、伯克氏菌属(常见于土壤中,其中一些种类能造成肺部感染)、鞘氨醇单胞菌属(常见于水中,几乎无害)、青霉菌(在面包霉中发现的霉菌)以及曲霉属真菌(还是霉菌)等等。

最近,空间站有一整块墙板发霉了,墙体都变成了绿色。

“想象一下浴帘最糟糕的样子。”卡斯特罗-华莱士指着那块发霉的墙说。那块墙位于空间站靠俄罗斯那边。


早在2007年,空间站的墙壁就发过霉。来源:NASA / JPL

她对金黄色葡萄球菌尤其感兴趣。这种菌的一个菌株对多种药物都有耐药性,在医院尤其是个问题,它能够把被纸划伤这种小事变得危险不堪。

“如果它进入伤口中,那将会有致命的伤害。”卡斯特罗-华莱士说。

她表示,科学家们显然需要知道空间站上还存在什么样的微生物,尤其是因为有研究表明微重力能改变某些细菌的基因表达并使其更具有毒性。(卡斯特罗-华莱士已经发现金黄色葡萄球菌在模拟微重力的情况下可以改变颜色,这就说明细菌在太空中的表现可能和在地球上的表现不一样。)

此刻,宇航员正在擦拭着空间站的表面,收集一些样本送回到休斯敦中心进行鉴定。但这可能需要几周或几个月的时间。


采样点一览。来源:NASA

这就是国家航空航天局雇佣凯特鲁宾斯并将她送上太空的一个很重要的原因。

鲁宾斯在国家航空航天局经过了7年的训练,她在太空航行地面指挥中心工作,训练内容包括在水下做模拟飞行任务、驾驶超音速战斗机来使自己反应保持灵敏。去年七月,鲁宾斯在哈萨克斯坦乘坐一架俄罗斯的火箭发射升空。

她有115天的时间在空间站建立一座微生物实验室。她借鉴了以前研究病毒的经验,在一个遥远的、设备不足的地方高效工作。

“在刚果中部的一个偏远而与世隔绝的村落工作,事实上和在空间站做研究惊人地相似。”鲁宾斯说。

去年秋天我给她打电话的时候,她正在空间站,那时候她刚刚建立起实验室并顺利运行,她非常兴奋。


2016年7月,鲁宾斯(左)和杰夫·威廉姆斯(Jeff Williams,右)在国际空间站内使一架补给飞船实现了对接。来源:NASA

“这绝对是一个很适合工作的实验室。”她漂浮在空中描述着舱内的场景,“我们到处都可以进行实验。”

就在几周前,鲁宾斯在太空中对DNA进行了测序,这是史无前例的。鉴于这项技术在微重力状态下也管用,在不久的将来,人们也许可以,比如说,通过给发霉的墙取样就立马鉴定出霉菌的类型。

她同样也在失重的情况下将干细胞培育成心肌细胞,并通过她架设的显微镜看到它们一致地跳动。

鲁宾斯证实了至少在距地球200英里的地方做分子生物学研究是有可能的——说不定在离地球2亿英里的地方也可以。

“在空间站研究序列和分子生物学的大门已经向我们敞开了。”她说。


鲁宾斯在空间站做实验。来源:NASA

她和国家航空航天局的朱莉·罗宾逊现在说话都会以“当我们到了火星”开头,就好像去火星就如她们下一步打算去杂货店一样必然。

“这正在计划中。”罗宾逊说。
“一定会实现。”现在已经是约翰逊航天中心人类健康性能中心的副主任的鲁宾斯说。

当,或者如果,火星之旅真的成为现实,以火星为基地的生物学实验室将会成为宇航员很重要的资源。他们将需要分子生物学工具去鉴定非人类生命的存在,这些来自地球的特使会确保他们自身的微生物不会污染火星,并且能探测出他们可能遇到的新的生命形式。它们同样也需要实验室来诊断生病的太空游客以免浪费宝贵的抗生素或抗病毒物质。

当然,他们也需要技术去鉴别墙上长的是什么。因为有一件事是确定的,那就是任何人造的火星栖息地都会很快就变得至少和国际空间站一样恶心。


Ref:

http://www.npr.org/sections/health-shots/2017/03/14/511891419/a-microbe-hunter-plies-her-trade-in-space
https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2007/11may_locad3
https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/rubins_science_scrapbook
https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/MT1

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评论 (10) 只看楼主

热门评论

  • 2017-03-20 15:59 灵昊和尚 只看Ta
    引用@意味不明 的话:想起生活大爆炸里面霍华德上空间站去修污水处理系统,后来他跟别人说自己去过国际空间站,人家都说:“哦,你就是太空水管工。”

    他还设计了一个太空马桶···然后发现有缺陷

    [5] |
  • 2017-03-20 15:27 天降龙虾 只看Ta

    微生物:太空是你们的,也是我们的,但归根结底是我们的。。。。。

    [4] |

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