Câu hỏi thú vị mùa dịch Covid-19: Các phi hành gia giữ trạm vũ trụ sạch sẽ như thế nào?

Vào năm 1998, sau 12 năm trôi nổi trong quỹ đạo, trạm vũ trụ Mir của Nga bắt đầu biểu hiện những triệu chứng hỏng hóc: sập điện thường xuyên xảy ra, máy tính hoạt động kém, hệ thống điều hòa rỉ nước. Để hiểu hơn về nguyên nhân dẫn đến tình trạng này, phi hành đoàn bắt đầu nghiên cứu các loại vi sinh vật tồn tại trên trạm và họ đều ngạc nhiên trước kết quả được tìm thấy.

Các phi hành gia kiểm tra bên trong một bảng điều khiển và họ tìm thấy những quả cầu nước đục có kích thước cỡ quả bóng. Sau khi phân tích, người ta phát hiện bên trong lượng nước đục này chứa đầy vi khuẩn, nấm và mạt. Đáng lo hơn là các quần thể sinh vật đang tấn công phần cao su niêm phong cửa sổ của trạm và các con bọ tiết axit thì đang ăn dây cáp điện một cách chậm rãi.

Trạm Mir.

Khi trạm vũ trụ Mir được phóng đi, nó hầu như ở trong tình trạng vô khuẩn, mỗi bộ phận được lắp ráp trong phòng kín bởi các kỹ sư mặc trang phục bảo hộ và đeo khẩu trang. Những vi sinh vật xuất hiện sau này đều do phi hành đoàn mang đến.

Chúng ta chia sẻ cuộc sống và cơ thể với vi sinh vật. Từ vi khuẩn trong ruột đến con mạt gặm da chết, khoa học ước định hơn một nửa tế bào trên cơ thể chúng ta không thuộc về loài người. Hầu hết các vi sinh vật này không chỉ vô hại mà còn cần thiết, chúng hỗ trợ chúng ta tiêu hóa thức ăn và phòng chống bệnh tật. Bất kể chúng ta đi đâu, hệ vi sinh vật cũng đi theo đó và cũng như con người, chúng có khả năng thích ứng với cuộc sống trong không gian.

"Không gian là một môi trường khắc nghiệt không chỉ đối với con người", Christine Moissl-Eichinger nói. Bà là tác giả của bản báo cáo khoa học nghiên cứu về hệ vi sinh vật ở Trạm vũ trụ Quốc tế. "Các chuyến bay không gian gây áp lực cho phi hành đoàn và chúng tôi tự hỏi liệu hệ vi sinh vật có gặp phải áp lực gì và có phản ứng tiêu cực hay không".

Bản báo cáo khoa học của Moissl-Eichinger xuất hiện vừa đúng dịp kỷ niệm 20 năm Trạm vũ trụ Quốc tế hoạt động.

Trong tình cảnh Covid-19 khiến ai cũng lo sợ vi khuẩn và virus bám trên các bề mặt, người ta đặt ra câu hỏi thú vị: làm thế nào để giữ trạm vũ trụ sạch sẽ?

Rút kinh nghiệm từ trường hợp của trạm Mir, các nhà sinh vật học luôn lo lắng và tự hỏi liệu có loài sinh vật nào khác sinh sống trên trạm, đặc biệt là các vi sinh vật gây hại đến trạm và phi hành đoàn.

"Do sự thích nghi đối với tình cảnh đặc biệt trong không gian, chúng tôi hi vọng sẽ tìm thấy điểm khác biệt trong cấu trúc di truyền hoặc tổ hợp chất của cộng đồng vi sinh", Moissl-Eichinger nói. Bà đến từ trường Đại học Y tế Graz thuộc nước Áo.

Các nhà khoa học xác định bên trong Trạm vũ trụ Quốc tế có khoảng 55 loại vi sinh vật khác nhau sinh sống. Trong đó bao gồm vi khuẩn, nấm, nấm mốc, sinh vật đơn bào và vi rút. Mặc dù thiếu đi trọng lực, những vi sinh vật này vẫn thích nghi rất tốt với môi trường xung quanh.

"Chúng không có khả năng chống lại thuốc kháng sinh hay sở hữu đặc điểm nào gây hại cho con người", Moissl-Eichinger nói. "Nhưng chúng tôi phát hiện chúng đã thích nghi đối với tất cả bề mặt kim loại".

Để giữ trạm vũ trụ sạch sẽ cũng như phòng chống quần thể vi sinh vật sinh trưởng, phi hành đoàn phải bắt tay vào giữ vệ sinh. Mỗi tuần, các phi hành gia đều lau sạch bề mặt trạm vũ trụ bằng khăn kháng khuẩn và dùng máy hút bụi để dọn dẹp những mảnh rác trôi nổi. Họ cũng vệ sinh hằng ngày để giữ khu vực bếp sạch sẽ và ngăn dụng cụ tập thể dục bị mốc.

"Chúng tôi dựa vào các phi hành gia để xử lý một phần công việc dọn dẹp", Christophe Laseur nói. Ông là trưởng bộ phận nghiên cứu hệ thống hỗ trợ cuộc sống tại Bộ Không gian châu Âu (ESA). "Nhưng đồng thời, chúng tôi cũng dựa vào công nghệ để lọc không khí và giữ cho nước sạch".

Bài học rút ra từ trạm vũ trụ Mir đã được áp dụng lên thiết kế và cách vận hành của Trạm vũ trụ Quốc tế. Một số ví dụ như môi trường được giữ khô hơn để tránh cho sinh vật phát triển và luôn có một luồng gió đẩy bụi vào hệ thống lọc khí.

"Điều khác biệt duy nhất giữa Trái Đất và trạm vũ trụ là bụi sẽ không lắng đọng mà tích tụ trong lỗ thông hơi", Lasseur nói. "Nhưng đồng thời, các vật nhỏ như bút chì hoặc cặp kính cũng sẽ bị thổi tới lỗ thông hơi". Thật ra, bất kì vật gì không được gắn dính vào tường đều có khả năng bị thổi đi.

Trường hợp của Trạm Quốc tế đã chứng minh rằng con người có thể cùng sinh sống với vi sinh vật trong không gian mà không phải đối mặt với nhiều ảnh hưởng tiêu cực. Điều mà các nhà khoa học lo lắng bây giờ là chuyện gì sẽ xảy ra nếu chúng ta rời khỏi quỹ đạo thấp của Trái Đất và đi đến mặt trăng hay sao Hỏa.

"Hiện tại Trạm vũ trụ Quốc tế đang nằm phía dưới vành đai bức xạ Van Allen, nên sự tiếp xúc với bức xạ bị giảm đi", Lasseur nói. "Nếu chúng ta vượt qua vành đai này, bức xạ sẽ tăng lên và khả năng tiến hóa của vi sinh vật [thông qua sự đột biến] có thể trở nên nhanh hơn".

NASA hiện đang phát triển trạm vũ trụ tiếp theo để phóng lên không gian. Trạm này mang tên Gateway và theo kế hoạch sẽ là một phòng thí nghiệm quay xung quanh mặt trăng. Theo dự kiến, các phi hành gia sẽ sinh sống trên đó khoảng vài tuần. Sau đó, họ sẽ để trống nó trong nhiều tháng cho đến lần tiếp theo phi hành gia đến.

"Chúng tôi phải đảm bảo rằng khi các phi hành gia rời trạm, họ không để lại một môi trường lý tưởng cho các vi sinh vật sinh trưởng". Lasseur nói. "Bởi vì hậu quả của việc này có thể rất nghiêm trọng".

Các nhà khoa học cũng đang nỗ lực dự đoán điều gì sẽ xảy ra khi các phi hành gia và hệ vi sinh vật trên cơ thể họ cùng nhau đặt chân lên bề mặt sao Hỏa lần đầu tiên.

Tất cả mọi thứ con người từng gửi lên sao Hỏa đều được làm sạch thật tỉ mỉ. Trong đó có cả chiếc xe tự hành mà ESA dự kiến sẽ gửi lên sao Hỏa vào cuối năm nay. Chiếc xe này được lắp ráp trong căn phòng sạch nhất Vương Quốc Anh bởi những kỹ sư mặc đồ lót đặc biệt, đồ bảo hộ toàn thân, mặt nạ và mang đến hai đôi bao tay. Chiếc xe có mục đích tìm kiếm sự sống từng hoặc đang hiện hữu trên sao Hỏa. Vì mục đích này, việc đảm bảo chiếc xe không mang theo sự sống nào đến từ Trái Đất là rất quan trọng.

Nhưng khi con người đặt chân đến sao Hỏa, họ sẽ không thể sạch bong như vậy. Loại bỏ tất cả vi sinh vật trên người phi hành gia là bất khả thi và chắc chắn sẽ gây chết người. Làm thế nào để chúng ta không làm ô nhiễm môi trường nguyên sơ của sao Hỏa hay nhầm lẫn sinh vật chúng ta mang đến thành sinh vật ngoài hành tinh?

"Đúng là chúng ta có rất nhiều vi sinh vật trên cơ thể nhưng các phi hành gia sẽ không trần truồng tung tăng trên sao Hỏa", Gerhard Kminek, sĩ quan bảo vệ hành tinh tại ESA, nói. "Phi hành gia sẽ mặc các bộ đồ vũ trụ để giữ họ sống và ngăn không cho vi sinh vật lọt ra ngoài".

Thử thách thật sự là ngăn không cho vi sinh vật bám bên ngoài bộ đồ vũ trụ làm ô nhiễm môi trường sao Hỏa. Một nhóm nghiên cứu đã và đang tìm cách giải quyết vấn đề này và dự kiến vào cuối năm nay sẽ công bố các biện pháp khả thi để bảo vệ sao Hỏa khỏi sự tác động đến từ con người.

Một mối quan tâm lớn hơn là vấn đề mang vi sinh vật sao Hỏa về lại Trái Đất. Một nhiệm vụ thu hồi đất và đá từ sao Hỏa hiện đang được lên kế hoạch và có khả năng các mẫu vật lấy được sẽ chứa sự sống bên trong.

Tất nhiên, dựa theo các bộ phim khoa học viễn tưởng, bất cứ sinh vật ngoài hành tinh nào đều rất chết người và ta phải cần cẩn thận. Mặc dù nghiên cứu mới nhất khẳng định rằng trên Trạm vũ trụ Quốc tế không tồn tại sinh vật nào nguy hiểm, khả năng thấu hiểu sự tiến hóa của hệ vi sinh vật là cần thiết để đảm bảo cho sự an toàn của các phi hành gia.

"Khi phi hành đoàn trở về, nếu chúng ta phát hiện thứ gì đó kì lạ trong hệ vi sinh vật của họ, ta có thể xác định nguồn gốc của nó là đến từ sao Hỏa hay là từ các chuyến bay vũ trụ", Kminek nói một cách dè dặt.

Trong lúc đó, các nhà vi sinh vật thì đang mong chờ nghiên cứu một loại mẫu vật hoàn toàn khác. 50 năm về trước, phi hành đoàn của tàu Apollo đã bỏ lại 96 túi chứa chất thải con người tại mặt trăng. Trong thập kỷ kế tiếp, khi con người trở lại hành tinh đó, NASA hi vọng họ có thể thu hồi một vài túi để xem thử vi khuẩn trong đó có còn sống hay không. Nếu chúng còn sống, việc này sẽ đánh dấu một bước nhỏ nữa trong sự thấu hiểu hệ vi sinh của con người.

Theo BBC