Опыты с вирусами в космосе

Беседовала Елена Кудрявцева

— Совсем недавно, несмотря на разгул эпидемии коронавируса на Земле, очередной экипаж отправился на космическую орбиту, а с нее на прошлой неделе вернулся сменный. Не планируется ли приостановить смену космонавтов, учитывая, что пока МКС — самое безопасное с точки зрения самоизоляции место?

— Когда говорят, что сегодня нужно усилить планетарный карантин, что имеется в виду?

Во-вторых, наоборот, защиту других планет от занесения туда земных микроорганизмов. Взлет и пребывание в космосе на космических аппаратах могут пережить в первую очередь микроорганизмы, у которых есть споры, то есть представители некоторых видов бактерий и грибов. Поэтому существуют нормативы по возможному микробному загрязнению конструкций, которые будут отправлены в межпланетные полеты, в частности к Марсу.

— А как этот контроль выглядит и кто за него отвечает?

Космос для микроба

— Когда ученые начали изучать микробов уже внутри станции как отдельное сообщество?

Отмечу, что тема возникновения особых микробных сообществ актуальна не только в космических исследованиях. Ее подробно изучали в 70-е и 80-е годы прошлого века, когда активно занимались глубоководными водолазными погружениями для разведки и добычи нефти. Там тоже были нехорошие случаи, когда система жизнеобеспечения колонизировалась микроорганизмами и это создавало угрозу для здоровья водолазов. Оказалось, что в подобных условиях прекрасно размножаются такие микроорганизмы, как синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa) и грибок Кандида альбиканс (Candida albicans). Попадая в организм, они вызывали жесточайшие наружные отиты. В итоге мы разрабатывали средства для профилактики таких заболеваний, за что и получили в 2003 году государственную премию.

— Что же помогло бороться с патогенами?

Сегодня мы тоже плотно работаем над новыми пробиотическими препаратами, чтобы укрепить резистентность человека, в том числе в космосе. Есть несколько этапов, которые особо опасны для космонавта, находящегося в замкнутом пространстве: когда он только входит на станцию, где уже есть сложившийся микробный состав; когда происходит обмен микроорганизмами между членами экипажа, уже находящегося на станции, и новыми членами экипажа, и по окончании миссии, когда есть риск контаминации земными микроорганизмами.

Особо актуален будет прием пробиотических препаратов во время межпланетных перелетов, когда человек будет попадать, предположим, на лунную или марсианскую станцию, где встретит совсем другой состав микроорганизмов, который к тому же будет сильно отличаться от земного за счет обитания в условиях иной гравитации, под влиянием космического излучения и других факторов.

В будущем перспективным методом профилактики может быть использование аутопробиотиков — пробиотиков, основанных на микроорганизмах защитных групп (лактобациллы, бифидобактерии и др.). Их берут от самих членов экипажа, делают на основе этих бактерий препараты или добавляют им в продукты питания. Работы в этом направлении в настоящее время ведутся в нашей лаборатории. Аутопробиотики более активны по сравнению с препаратами на основе коллекционных культур. При их использовании нет проблем с колонизацией организма и возможными аллергологическими состояниями.

— Каким образом микроорганизмы преодолевают строгий санитарный контроль и попадают внутрь МКС?

Все это привело к тому, что в 1995 году впервые был разработан и принят отдельный ГОСТ для среды обитания космонавтов. Там были прописаны нормы по содержанию бактерий и грибов в воздушной среде и на поверхностях.

А конструкторы МКС уже учитывали прежние ошибки и старались заранее закладывать меньше ниш для размножения бактерий, а также использовать полимеры с особыми антибактериальными свойствами.

— Какие микроорганизмы обитают на МКС сегодня и какие считаются опасными?

— Как космонавты борются с микробами?

— Могут ли попасть на МКС вирусы? И каким образом можно бороться с их распространением на борту?

Нужно предвосхитить опасные ситуации со сменными экипажами при полетах на Луну. После отбытия экипажа на лунной базе останется их бактериальная и вирусная биота. Под влиянием лунных факторов (воздействие тяжелых частиц, гипомагнитная среда и т.д.) эта микробиота, оставаясь по своему происхождению человеческой, может модифицироваться неблагоприятным образом и стать фактором микробиологического риска для сменяющего экипажа.

Поэтому сейчас важно проводить опережающие исследования на моделях, а также в космических полетах на биоспутниках, в том числе включая в программы исследований и непатогенные вирусные модели.

Фото: Depositphotos / PhotoXPress.ru

— Давайте теперь вернемся ко второму аспекту планетарного карантина — защите Земли от возможного заражения из космоса. Насколько реален подобный сюжет?

Это интересная гипотеза, которую стоило бы проверить.

— Откуда взялись бы вирусные частицы на комете?

— Этот вопрос относится к смежной проблеме и связан с теорией панспермии, которая говорит о том, что жизнь могла быть занесена на Землю из космоса. В этом отношении есть прекрасные работы специалистов Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) совместно с итальянскими физиками из Университета Сапиенца. Они проводили опыты с химическим веществом формамидом, который в достаточно больших количествах присутствует в космосе, смешанным с метеоритным веществом. При воздействии ионизирующей радиации на смесь ученые получили нуклеиновые основания, карбоксильные кислоты, аминокислоты и другие соединения, которые необходимы для возникновения структуры нуклеиновых кислот. То есть ученые показали, что в условиях воздействия факторов открытого космоса вполне могут образовываться небольшие цепочки органических молекул. Несложно представить себе, что какая-то определенная часть их могла бы обзавестись оболочкой и явиться на Землю в виде вириона или какого-то провируса.

В реализации научной программы на этом спутнике запланировано участие многих исследовательских организаций: МГУ, Института цитологии РАН, Института микробиологии РАН, Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, ОИЯИ и др. Мы очень рады перспективе сотрудничества с таким уважаемым консорциумом. В частности, очень рассчитываем на сотрудничество с ОИЯИ, любезно выказавшим намерение участвовать в этом полете с экспериментом, предусматривающим размещение формамида на внешней оболочке спутника.

— Выходит, существует вероятность, что вирусы могут выдержать путешествие в огненном шаре через плотные слои атмосферы верхом на комете или метеорите?

Носителями этих микроорганизмов являются пылевые частицы. Поэтому одним из основных направлений нашей деятельности в ближайшем будущем будет исследование пыли, находящейся на траектории полета МКС, на носительство биообъектов и биогенных веществ.

Другое размышление, которое приходит на ум, связано с Марсом. Если там, как уже доказано, есть метан, то, значит, там вполне могут обитать бактерии из группы метанотрофов (микробов, потребляющих метан) и метаногенов (микробов, вырабатывающих метан), которые теоретически могут интегрироваться в организм человека и, в частности поселиться в кишечнике. Как они себя поведут, попав в земной организм, мы тоже пока не знаем.

Прошло 20 лет с тех пор, как первые компоненты Международной космической станции (МКС) были запущены с Земли. Совершая оборот вокруг нашей планеты за 90 минут и находясь на расстоянии 400 километров над поверхностью Земли, МКС была краеугольным камнем миссии NASA на протяжении большей части последних двух десятилетий. МКС висит на орбите не без причины. На станции проводились и проводятся тысячи научных экспериментов, которые помогут нам понять жизнь среди звезд — или понять жизнь на Земле.

Крупные космические станции в космосе очень важны.

Можно ли исследовать болезнь Паркинсона

По меньшей мере 10 миллионов человек живет с болезнью Паркинсона, нейродегенеративным расстройство, которое вызывает снижение уровня дофамина в мозге и приводит к таким симптомам, как тремор, скованность, потеря равновесия и даже снижение когнитивных функций. Среди известных жертв болезни — актер Майкл Дж. Фокс, чей фонд финансирует исследования для изучения и лечения болезни.

Фонд Фокса сотрудничает с МКС и исследует белок, производимый мутацией гена, который может быть связан с болезнью Паркинсона. Медикаментозная терапия, направленная на белок LRRK2, требует дополнительной информации о его кристаллической структуре. Отсутствие гравитации на борту МКС должно позволить кристаллам расти больше и получать более однородную структуру, что облегчит их изучение на Земле с использованием технологий визуализации в высоком разрешении.

Впервые этот эксперимент был отправлен на МКС в августе 2017 года. Самая последняя миссия пополнения запасов с использованием космического аппарата Northrop Grumman Cygnus пристыковалась к космической станции в начале этого месяца и доставила дополнительное оборудование для улучшения размера кристаллов для второй серии экспериментов.

Тканевые чипы в космосе

Ученые в NASA и многие другие давно изучают воздействие микрогравитации на тело человека. Новый четырехлетний проект Tissue Chips in Space использует несколько иной подход к космическим исследованиям физиологии человека.

Тканевые чипы — это небольшие чипы, содержащие клетки человека, выращенные на искусственной платформе, для имитации структуры и функций тканей и органов человека. Идея состоит в том, что ученые на МКС могут использовать тканевые чипы, чтобы лучше понять, как микрогравитация влияет на здоровье и болезни человека, а также, возможно, применить результаты на Земле. До настоящего времени было профинансировано пять экспериментов, и первый из них был посвящен изучению атрофии мышц в условиях микрогравитации.

Эта программа представляет собой сотрудничество между Национальной лабораторией МКС и Национальным центром содействия переводческим наукам, входящим в состав Национального института здравоохранения. В этом месяце начнется новый эксперимент, когда миссия пополнения запасов SpaceX CRS-16 совершит последний полет на МКС в 2018 году.

На что способна наука

Люди не смогут выжить на одной только картошке, когда и если мы достигнем Марса. Нам понадобятся стратегии для поиска еды, воды и укрытия на Красной планете. Любая сбалансированная диета в космосе, вероятно, должна включать пиво, если мы хотим пережить долгое и странное путешествие по Солнечной системе.

Астронавты на борту МКС пока не собираются варить пиво самостоятельно. Вместо этого они выращивают семена ячменя, предоставленные компанией Anheuser-Busch, чтобы определить, как зерно реагирует в условиях микрогравитации. Будут ли семена проявлять генетические изменения или морфологические отклонения? Посмотрим.

В космосе бывает весело, но и опасно.

Серия экспериментов проводится с помощью Space Tango, одного из немногих космических стартапов, с которыми NASA заключило контракт на работу на борту Национальной лаборатории МКС. Зерна содержатся в одной из кубиков-лабораторий размером с коробку для обуви. Эксперименты, как ожидаются, завершатся к апрелю 2019 года.

Работа в космосе

Другой космический стартап — Made in Space — попал в заголовки несколько лет назад, когда отправил на МКС первый 3D-принтер. Это дало астронавтам возможность изготавливать детали, не совершая 400-километровое путешествие на Землю.

Сейчас на МКС испытывают новое устройство под названием Refabricator, первый интегрированный 3D-принтер и переработчик на борту космической станции. Refabricator перерабатывает пластиковые отходы в высококачественную нить для 3D-принтера, предоставляя материал для ремонта во время длительных миссий.

Этот инструмент изготовлен компанией Tethers Unlimited, которая является одним из нескольких коммерческих предприятий, разрабатывающих аддитивное производство в космосе для больших структур вроде спутников. Made in Space, например, разрабатывает систему Archinaut, которая сможет автономно собирать спутники или другие приборы. Ожидается, что такая технология позволит сократить расходы на запуск оборудования в космос.

Исследования рака в космосе

Паркинсон — не единственная болезнь, которую исследуют астронавты. На МКС ведутся многочисленные эксперименты по исследованию рака, в том числе исследования кристаллизации белка, сходных с теми, что проводит фонд Майкла Дж. Фокса.

Кроме того, проект Mayo Clinic культивирует стволовые клетки, чтобы улучшить наше понимание устойчивости рака к химиотерапии. В другом проекте компания 490 Biotech тестирует новую биолюминесцентную технологию, которая направлена на улучшение усилий по поиску лекарств для противораковой терапии.

По сути, на космической станции ведется ряд исследований по поиску новых препаратов. Oncolinx Pharmaceuticals тестирует новый иммунотерапевтический препарат, который присоединяется к антителам, нацеленным на раковые клетки, повышая эффективность препаратов и уменьшая побочные эффекты. Другая биотехнологическая компания под названием Angiex тестирует противораковую терапию, нацеленную на опухолевые кровеносные сосуды, которые необходимы опухоли для роста.

Что такое звездная пыль

Ученые изучают, как звездная пыль превращается в планеты, в рамках проекта Experimental Chondrule Formation at the International Space Station (EXCISS). Хондры, как считается, являются старейшим твердым материалом в Солнечной системе и, возможно, строительными блоками планет и спутников.

Астронавты на борту МКС проводят эксперимент, имитирующий возможные условия — низкую гравитацию и высокую энергию — которые привели к образованию планет, пропуская электрический заряд через силикатную пыль и превращая ее в хондру.

Эксперимент проводится в камере NanoRacks с крошечным вибрационным двигателем, встряхивающим камеру, чтобы частицы пыли плавали в пространстве. Электрический заряд подается каждый час, 100 раз, и происходящее записывается на камеру.

Лучшее понимание того, как формируются планеты, может помочь в поиске обитаемых миров, а также в осознании происхождения и ранней истории Земли.

Какие исследования будут в будущем?

За 20 лет своего существования МКС стала домом для многочисленных экспериментов. На космической станции расположился буквально зоопарк для разнообразных организмов, от регенерирующих червей до гекконов, желающих совокупляться. Но эксперименты на МКС нужны не только для исследования космоса и других форм жизни: изучается сама физиология человека. Можно только догадываться о том, что принесут нам следующие двадцать лет работы в космосе.

Рискнете предположить? Расскажите в нашем чате в Телеграме.

Международная космическая станция, да и вся наша планета, не раз висели на волоске от гибели по вине ученых. Причина тому - научный интерес, иногда поставленный на службу военным целям. Мы решили вспомнить самые опасные космические эксперименты в истории, а чтобы не было слишком страшно, в конце покажем самые красивые опыты в невесомости.

Ядерная война в космосе

Мало кто знает, но в 1958-1962 годах в магнитосфере земли шли настоящие "звездные войны". Ядерные взрывы гремели один за другим. Гонка вооружений вышла за земную орбиту, СССР и США вели исследования ядерных взрывов, 36 испытаний Соединенные штаты провели в 400 километрах над Тихим океаном, мощность самого большого взрыва составила 1,4 мегатонны. Он создал электромагнитный импульс, который вывел из строя уличные фонари и телефонные линии в радиусе 1,5 тысяч километров.

Сколько экспериментов было проведено в СССР - информация секретная, но образовавшийся вокруг Земли радиационный пояс исчез лишь через пять лет. За время своего существования он разрушил треть всех орбитальных спутников.

При малейшей ошибке ученых, эти эксперименты могли нарушить магнитосферу земли, а она - обязательное условие существования жизни на земле. Например, считается, что Марс утратил свои океаны именно из-за нарушения этого слоя планетарного пространства.

Вечер при свечах

Как ждали конца света при запуске адронного коллайдера, так, в 1996 году жители Земли ожидали увидеть вспышку в небе - горящую космическую станцию. Дело в том, что никто не знал, как поведет себя огонь в космосе, были предположения, что пламя выжжет весь кислород на станции "Мир" или приведет к взрывам.

Причиной паники стал первый в истории эксперимент с огнем - российские ученые устроили на орбите "вечер при свечах", правда, горели эти свечи в изолированных камерах. В итоге выяснилось, что огонь в космосе крайне недолговечен, распространяется с трудом и угрозы не представляет, то есть в теории опасность пожара очень мала.

Подпись под фото "Как горит огонь. Слева: на Земле, справа: в невесомости"

Но космонавты все же подвергали себя угрозе. При горении на орбите выделяется другой состав веществ, нежели на Земле - оксид углерода и формальдегид. Последний крайне ядовит для человека. К примеру, формалин, который используют при бальзамировании - это водный раствор этого вещества.

Полет человека со скоростью звука

Этот эксперимент, длительностью чуть более четырех минут, начался в стратосфере и закончился на Земле. Парашютист прыгнул в бездну с высоты 39 километров. За прямой трансляцией падения Феликса Баумгартнера наблюдали восемь миллионов человек по всему миру. Скайдайвер прыгал в скафандре, так как дышать на подобной высоте не возможно, выдержав все перегрузки он с помощью парашюта приземлился на ноги. Смелый австриец стал первым человеком, преодолевшим скорость звука: навстречу Земле он летел с рекордной скорость 1342 километра в час и долетел до нее за 4 минуты 19 секунд.

Неземная красота земных вещей

Самый красивый документальный сериал на Земле - о событиях в космосе. Видеоотчетами об экспериментах NASA уже давно делится с землянами, и от красоты неземных явлений захватывает дух. Вот, на наш взгляд, самые красивые.

Капля в невесомости

Каплями воды в космосе телезрителей уже не удивишь, а вот если добавить в нее немного красителя и таблетку аспирина, то перед нами замкнутый цветной фонтан, который извергается сам в себя.

При этом подкрашенная зеленым капля удивительно напоминает нашу родную планету. Остается только один вопрос: как при смешении в орбитальной воде синего и красного красителей получился зеленый цвет, а не фиолетовый?

Выжимаем полотенце в космосе

Эксперименты с водой - одни из самых частых на орбите, школьники из новой Шотландии задали астронавту Крису Хэдфилду вопрос: что будет, если в невесомости выжать мокрое полотенце? Оказалось, что сила притяжения не дает воде стекать или, в данном случае, разлетаться по станции. Жидкость обволакивает руки космонавта и саму ткань, и как только полотенце перестают выжимать, тут же впитывается обратно.

Если бы галактики были ближе

Одни из самых завораживающих видов на космос с земли подарила фантазия сотрудников Роскосмоса. Они сделали серию коллажей, на которых далекие скопления звезд нависают прямо над городами. Виды очень реалистичные. Предлагаем и вам ими насладиться.

Если посмотреть популярные видеоролики о жизни космонавтов на Международной космической станции, то сложится впечатление, что они там только и делают, что снимают видеоролики, пускают пузыри воды с аспирином, рассматривают Землю в иллюминаторы и принимают пищу. Еще пользуются космическим туалетом. Что же касается научной деятельности космонавтов, то о ней известно гораздо меньше, хотя ничего секретного в ней нет, просто многим это кажется менее интересным. Хорошо, что Институт медико-биологических проблем, который занимается здоровьем и жизнедеятельностью людей в космосе, нашел время рассказать о медицинских экспериментах, что проводятся сейчас в российском сегменте МКС.

Сразу поясню, что приведенный ниже обзор касается только здоровья человека и экспериментов на людях. Исследования на другие темы: биологические, материаловедческие, фундаментальные, — еще ждут своего часа, когда их авторы из других научных учреждений найдут время и возможности рассказать о своей работе по примеру коллег из ИМБП.

Эксперименты в институте позволяют экономить время космонавтов, разрабатывать средства профилактики негативных процессов невесомости на Земле, а в космосе проводить только окончательные испытания и непосредственно применять новые методики.

О многолетней работе и успехах ИМБП можно посмотреть очень информативную лекцию ведущего специалиста ИМБП в области сенсомоторной физиологии, создателя школы гравитационной физиологии движений Инессы Козловской.

Теперь, наконец, о современных медицинских экспериментах, проводимых на МКС. Перечислим их с кратким комментарием.

Предназначена для измерения болевого порога космонавтов в процессе космического полета. Условия пребывания человека в космосе влияют на его восприятие и чувство боли в том числе. Этот фактор необходимо учитывать при оценке самочувствия и при оказании медицинской помощи в космосе. Для определения болевого порога используются специальные устройства механического и термического воздействия.

Этот телемедицинский эксперимент проводится для разработки и испытания приборов и методов самодиагностики космонавтов. В нем используются приборы ТБК-1 и ТБК-1С для проведения ЛОР и стоматологических обследований на борту МКС силами космонавтов при консультации с Земли.

Кто бы мог подумать, что невесомость вредит полости рта? Но оказывается, это так: у космонавтов меньше отделяется слюна, которая к тому же становится гуще, активнее откладывается зубной камень, а эти условия способствуют развитию патогенных бактерий. В ходе эксперимента осуществляется анализ и контроль микрофлоры полости рта. Его результатом должны стать новые методики предупреждения негативных последствий полета.

Психологическое исследование, призванное определить, как меняются отношения внутри экипажа и между экипажем и ЦУП с учетом психологических и культурологических факторов. Для участников эксперимента разработаны опросники для определения их ценностного восприятия себя и окружающих. Как оказалось, самым важным качеством в космическом полете является доброта. В целом же результаты этого эксперимента обещают быть интересны не только для участников космических программ.

Практически все исследователи отмечают, что результаты психологических и других экспериментов, проводимых специалистами ИМБП, пригодны для внедрения на Земле в тех сферах деятельности, которые протекают в условиях, схожих с космическими. Это касается работы в сложных климатических условиях, связанных с ограничением ресурсов, высокой стрессовой нагрузкой, замкнутыми на небольшой площади коллективами. Речь, в частности, идет об экипажах подводных лодок, арктических станций, буровых платформ.

Подготовлено при содействии пресс-службы ИМБП для портала Nplus1.ru. Использовано фото NASA, Роскосмоса и ИМБП

Следить за обновлениями нашего блога можно в наших пабликах в Facebook и ВКонтакте.

Замдиректора ИМБП РАН рассказал, возможно ли попадание на планету микроорганизмов извне и способны ли выживать в космосе биологические структуры

Москва. 25 апреля. INTERFAX.RU - Пандемия коронавируса, охватившая Землю, поставила перед ученым сообществом ряд вопросов. Новый вирус оказал влияние на ракетно-космическую отрасль: отправка нового экипажа на МКС и встреча отработавших экспедицию на станции людей проходили в беспрецедентных условиях безопасности. О том, возможно ли попадание на планету микроорганизмов извне, способны ли выживать в космосе биологические структуры и о мерах безопасности в условиях пандемии коронавируса в интервью специальному корреспонденту "Интерфакса" Илье Морозову рассказал заместитель директора по научной работе Государственного научного центра Российской Федерации - Института медико-биологических проблем Российской академии наук (ГНЦ РФ - ИМБП РАН) Владимир Сычев

- Владимир Николаевич, в понедельник глава Федерального медико-биологического агентства России Вероника Скворцова заявила, что коронавирус может иметь искусственное происхождение. Насколько, по вашему мнению, велика эта вероятность?

- В этом вопросе я не эксперт, так как не являюсь вирусологом и эпидемиологом. Могу сказать, что это точно земного происхождения, а не космического. По телевидению идут передачи, где рассказывают страсти про внеземную природу происхождения вируса, но я считаю, что это не так.

- Коронавирус мог бы выжить в космосе?

- Обратите внимание на то, сколько этот конкретный коронавирус может сохраняться на тех или иных материалах. Максимум он существует сутки. Он подвержен температурному влиянию. Сказать, выживают ли вирусы на внешнем борту МКС, я не могу, потому что таких исследований нет. Мы посылали в космос бактерии, водоросли, насекомых, семена растений в покоящихся формах, приспособленные к выживанию в неблагоприятных условиях. Они там выживали. Самая длительная экспозиция у нас была 33 месяца. Но если мы их располагали так, что на них падало солнечное излучение, практически все образцы погибали.

Я не думаю, что сегодняшняя пандемия как-то связана с космосом, хотя в различных передачах об этом намекают. По поводу происхождения надо с вирусологами говорить, но у них у каждого, как мне кажется, тоже свое мнение.

- В связи с нынешней эпидемиологической обстановкой какие-то дополнительные рекомендации со стороны ИМБП были выработаны и переданы в тот же Центр подготовки космонавтов?

- Во-первых, это жесточайший карантин. Второе – в ЦПК вернулся Олег Скрипочка с МКС, с ним работают с соблюдением строгих мер безопасности. Все, кто был занят на отправке на МКС нового экипажа 9 апреля, тестировались и получали справки об отсутствии коронавируса. Первоочередные меры в таких ситуациях – карантин и изоляция, исключение контактов с посторонними, дезинфекция.

- В субботу на МКС отправляют грузовой корабль "Прогресс МС-14", перед этим он прошел дополнительную обработку от коронавируса. Правильно ли я вас понял, что в целом вирусные организмы хуже переносят неблагоприятные условия, чем бактериальные?

- Стопроцентно утверждать этого не могу, так как не вирусолог, но я опираюсь на данные, касающиеся коронавируса, в каких условиях он может выживать, какие температуры переносить, сколько времени может находиться на поверхности того или иного материала. Судя по всему, у него достаточно ограниченные условия, в которых он может сохранять вирулентность.

Тем не менее, в ходе подготовки проекта ExoMars реализуются жесточайшие меры планетарного карантина.

- Что имеется в виду?

- Отправляемый на Марс в 2022 году аппарат самым тщательным образом проверяют на наличие споровых форм микроорганизмов для исключения занесения их на Красную планету. Обеззараживание аппарата проводилось и проводится на всех этапах его создания, сборка происходит в стерильных условиях, регулярно проводятся отборы проб на наличие спор, допускается наличие единичных клеток, тогда как в обычных условиях на Земле нас окружают миллионы микроорганизмов. Это крайне сложная работа.

- Для чего это делается?

- Мы не можем позволить занести биологическую материю с Земли на другие планеты. Но также важно обеспечить и безопасность того, что возвращается на Землю из космоса. Это грузы, но больше речь идет о самих космонавтах и астронавтах. Человека же не простерилизуешь перед отправкой в космос. Он уносит туда бактерии с Земли, они там живут на станции, размножаются, причем активно, потом могут видоизменяться и это может представлять потенциальную опасность.

У нас была идея провести эксперимент "БиоФобос" в рамках миссии "Фобос – Грунт", но аппарат погиб, как известно. Мы хотели изучить вероятность выживания живых структур на трассе Земля – Фобос - Земля. Это могло помочь оценить опасности при переносе живой материи в космосе.

Возвращаясь к проекту "ЭкзоМарс" и требованиям соблюдения планетарного карантина, мы же реально не знаем, выживут ли вообще эти единичные споры, которые все же останутся в самом аппарате. А может они начнут активно размножаться, и мы принесем на Марс земную жизнь, чего не хотим. Тем более что ExoMars несет и аппаратуру для поисков следов жизни именно на самом Марсе. Нам не нужно, чтобы он нашел там принесенные же им самим биологические молекулы земного происхождения.

- Правильно я понимаю, что в настоящее время нет доказанных примеров привнесения на Землю организмов из-за пределов планеты?

- Были публикации о том, что находят в метеоритах неживые образования, которые могли быть бактериальными спорами или чем-то подобным. Мы со своей стороны проводили исследования возможности сохранения жизнеспособности спор микроорганизмов, которые находились в искусственных устройствах в рамках эксперимента "Метеорит". Там живые организмы размещались на внешней оболочке спускаемого аппарата, получая такую же тепловую нагрузку как при входе метеорита в плотные слои атмосферы, и кое-какие споры выживали. Но это говорит только о том, что вероятность выживания спор внутри какой-то породы метеорита или другого космического тела весьма вероятна. Попав в нормальную среду на Земле, они могут начать размножаться. Но кроме этого эксперимента других доказательств нет.

Какие есть возможности заноса из космоса? Не обязательно биоформы должны быть внеземными, они могут быть и с Земли. Дело в том, что на орбитах, где летает Международная космическая станция, в вакуум с Земли выносятся споры микроорганизмов. В рамках эксперимента "Тест" на внешней поверхности МКС находили споры микроорганизмов, которые имели земное происхождение, но смогли попасть в космос.

- Их специально сеяли?

- Нет. В атмосфере микроорганизмы присутствуют постоянно в активной и пассивной форме. Пассивная форма – это споры, когда организм находится в стадии длительной неактивности и выдерживать различные воздействия. Так или иначе в космос с Земли утекает какой-то объем газов, вместе с которыми улетают и эти споры, они выходят в космическое пространство и могут где-то оседать. В частности, они оседают на внешнем борту МКС, что было подтверждено исследованиями. 400 километров – это не такая большая высота. Вопрос в другом.

Споры находятся в космическом пространстве, на них оказывается воздействие, в основном температурное и радиационное, хотя последнее на такой высоте и не сильно отличается от земного: там оно больше всего на два порядка. Вопрос в том, могут ли эти организмы под влиянием таких факторов как-то видоизмениться, попав внутрь корабля?

- Как это может произойти?

- Допустим, после выхода космонавта в открытое пространство, где он контактирует с поверхностью станции и может принести внутрь эти микроорганизмы. Вопрос в том, могут ли они как-то видоизмениться и получить новые свойства? Проблема сложная: сколько ни исследуем микроорганизмы внутри станций, что "Мира", что МКС, мы не видим серьезных изменений, которые могут быть опасны для человека.

- То есть мы говорим о мутации?

- Об этом любят рассуждать в различных передачах, но большинство мутаций смертельны для самого организма. Она может быть реализована только при серьезных изменениях внешних условий, когда эта мутация может позволить выжить. В обычных условиях мутации как правило летальны: у микроорганизмов разрушается наследственная структура и происходит гибель. Но существует вероятность того, что без мутаций изменяются признаки. Есть условно патогенные организмы, которые могут измениться и стать патогенными при определенных условиях, причем генотип у них не меняется, но изменяются свойства. Вот это вполне возможно, и об этом надо думать и иметь возможность реагировать.

Мы пока мало знаем, насколько свойства микроорганизмов будут меняться в космосе, потому что изучаем то, что находится в околоземном пространстве, в основном одни и те же формы. И мы видим, что после пребывания внутри космического корабля или станции микроорганизмы становятся более агрессивны по отношению к тому субстрату, на котором они могут существовать. Они меньше реагируют на антисептики и так далее. Это не мутации, а приспособление организма к новым условиям. Изучив такой организм, мы видим, что через несколько поколений он возвращается к своему нормальному состоянию.

Важный вопрос – время наблюдения. На станции "Мир" мы наблюдали микроорганизмы десятки лет, у нас в институте коллекции выращенных там микроорганизмов. Мы видим, что несмотря на повышение агрессивности после нахождения в космосе, они никакой смертельной угрозы не представляют. Но это касается околоземной орбиты. Что будет, если мы уйдем в дальний космос, как там будут меняться свойства в новых факторах в виде гипомагнитной среды, в отсутствие гравитации и при более сильной радиации, нужно изучать.

Отмечу, что споровые формы могут длительное время существовать на орбите Земли. Причем вакуум для этого существования является плюсом, так как в отсутствие кислорода не происходит окисления и разрушения.

Еще один требующий изучения фактор – ультрафиолетовое солнечное излучение, оно тоже губит все организмы, включая споровые, очень быстро. Но если организм находится в пределах температур от минус 100 до плюс 100, защищен от ультрафиолета, он может достаточно долго существовать в этом пространстве и быть жизнеспособным.

Более сложный вопрос заключается в том, какими будут свойства микроорганизма после попадания в благоприятную среду, где он сможет размножаться. А этой средой можем быть и мы с вами. Поэтому при разговоре о потенциальных биологических угрозах, мы имеем в виду и эту, связанную с трансформацией земной микрофлоры в сторону увеличения патогенности и агрессивности. Пока мы имеем очень предварительные данные, полученные на орбите Земли.