Коллектив ученых из Финляндии, Бельгии, Франции совместно с исследователями Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) и Института медико-биологических проблем РАН определил возможные очаги бактериального заражения в замкнутом пространстве близком по конфигурации к замкнутой экосистеме космического назначения. В ходе наземного эксперимента ученые выяснили, что бактерии скапливаются в местах, где возникают завихрения воздушных потоков и застои. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Environmental Sciences. 

Распространение микроорганизмов, например, бактерий, грибковых спор, вирусов, в замкнутых пространствах представляет серьезную опасность для находящихся там людей. В случае космической станции микробы могут стать одной из угроз для здоровья экипажа и успешности космической миссии. Чтобы избежать таких проблем в космосе, ученые исследуют этот вопрос на близких по свойствам и конфигурации объектах на Земле. Для подобных экспериментов идеально подходит созданная в Красноярске замкнутая система жизнеобеспечения БИОС-3. В комплексе БИОС-3 не раз проводились длительные эксперименты по замыканию экологического цикла, включающего человека.

foto-1.jpg 

Изображения клетки стафилококка и споры бациллы со стенок герметичного объема. Микроорганизмы изначально были выделены на борту МКС, позже доставлены на Землю и использованы в экспериментах

В рамках проекта, поддержанного Европейским союзом, БИОС-3 был использован для оценки распространения микроорганизмов внутри герметичного пространства. Ученые рассчитали, как частицы будут распределяться в воздушных потоках внутри замкнутого герметичного объекта. Выяснилось, что основными очагами их скопления являются зоны, в которых возникают завихренные воздушные потоки либо наблюдается полное отсутствие движения воздуха.

Исследователи показали, что основная информация, которая требуется для оценки скорости и направленности распространения микробов, а также мест их концентрации в замкнутом пространстве – это направление воздушных потоков и характеристика начального распределения микрофлоры внутри системы. В качестве имитатора бактерий ученые использовали мелкодисперсные частицы, соответствующие по размеру, весу и объему бактериям. В ходе проекта была разработана математическая модель, имитирующая распределение частиц. Прогнозируемое в расчетах распределение механических частиц совпадало с наблюдениями в самой системе. Чтобы убедиться в адекватности модели внутри БИОС-3 были распылены культуры микроорганизмов, выделенные на МКС и доставленные на Землю. Наиболее распространенными бактериями и грибами из воздуха космических аппаратов являются виды Staphylococcus и Bacillus, а также Penicillium и Aspergillus.

«Эксперимент показал, что знаний о начальных условиях, силе и направлении воздушных потоков, и размерах частиц достаточно для того, чтобы посчитать, как они перемещаются. Расчетным путем можно определить зоны, куда попадают или где с наибольшей вероятностью скапливаются бактерии или любые другие механические частицы, аналогичные по размеру микробам. Обладая этой информацией, специалисты смогут предсказать и принять профилактические меры, включая оперативную обработку потенциально зараженных пространств», - рассказал доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией управления биосинтезом фототрофов Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН Александр Тихомиров.

foto-2.jpg 

Трехмерная модель герметичного объема, использованного в эксперименте по распылению космических микробов

В целом вопрос распространения микробов или взвешенных частиц в замкнутых пространствах важен не только для космических, но и земных ситуаций. Например, часто возникает необходимость предсказать распространение микрофлоры в самолете или в крупных общественных помещениях, таких как детские сады или кинотеатры. Использованные в проекте подходы можно использовать для выработки регламентов проветривания помещений. Речь может идти даже об изменении конфигурации пространств, с целью уменьшения возможности контакта людей со скоплениями микрофлоры. Подобные сценарии заражения можно заранее просчитать на математической модели, а затем модифицировать при необходимости внутреннюю конфигурацию пространства.

_____________________________________________________________________

Напомним, в системе жизнеобеспечения БИОС-3 были проведены первые в мире эксперименты по замыканию биологического круговорота с экипажами из двух и трех человек. Самый длительный эксперимент, проведенный в 1972 году, продолжался 180 дней. В результате, ученым удалось достичь полного замыкания системы по газу и воде. При этом система воспроизводила до 70% потребностей экипажа в пище.

Сейчас при поддержке Российского научного фонда красноярские ученые ведут эксперимент по отработке новых технологий замыкания цикла и жизнеобеспечения человека в космосе. Красноярские биофизики в настоящее время запустили годичный эксперимент с малой замкнутой экологической системой жизнеобеспечения, рассчитанный на небольшую долю присутствия человека. Участники эксперимента, не нарушая герметизации камер, с помощью специального шлюза, периодически «заходят» в камеры для взятия проб и ухода за растениями.

В результате таких исследований планируется разобраться в механизмах поддержания круговоротных процессов, которые необходимо знать для создания систем жизнеобеспечения человека с высокой степенью автономности. Подобные системы можно использовать как для создания внеземных баз при колонизации Луны или Марса, так и в труднодоступных регионах на Земле.

Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН

Источники

Красноярские физики готовятся к борьбе с космическими бактериями
Новости регионов России (regionvest.ru), 27/12/2017
Красноярские физики готовятся к борьбе с космическими бактериями
Лента новостей Красноярска (krasnoyarsk-news.net), 27/12/2017
Красноярские физики готовятся к борьбе с космическими бактериями
Новости@Mail.ru, 27/12/2017
Ученые распылили в камере для космонавтов микробы с МКС и выяснили, как ими не заразиться
ТРК 7 канал # Красноярск, 27/12/2017
Красноярские физики готовятся к борьбе с космическими бактериями
Новости@Rambler.ru, 27/12/2017
Красноярские физики готовятся к борьбе с космическими бактериями
Аргументы и Факты (krsk.aif.ru), 27/12/2017
Красноярские физики готовятся к борьбе с космическими бактериями
Mirtesen.sputnik.ru, 27/12/2017
Красноярские ученые ищут способ защиты от космических бактерий
РЫБИНСКonLine (ryb.ru), 27/12/2017
Красноярские ученые узнали где на МКС растет плесень
Бюро украинских новостей (bun.com.ua), 27/12/2017
В Красноярске ученые изучают космические бактерии
Бомба (bomba.news), 27/12/2017
Красноярские ученые выяснили где на МКС растет плесень
ИА 1-LINE (1line.info), 27/12/2017
Красноярские ученые выяснили где на МКС растет плесень
Gorodskoyportal.ru/krasnoyarsk, 27/12/2017
Красноярские ученые ищут способ защиты от космических бактерий
Новости регионов России (regionvest.ru), 27/12/2017
Красноярские физики готовятся к борьбе с космическими бактериями
Krasnoyarsk.4geo.ru, 27/12/2017
Красноярские ученые ищут способ защиты от космических бактерий
Лента новостей Красноярска (krasnoyarsk-news.net), 27/12/2017
Красноярские ученые ищут способ защиты от космических бактерий
Kp.ru, 27/12/2017
Красноярские ученые ищут методы борьбы с космическими бактериями
Новости регионов России (regionvest.ru), 28/12/2017
Красноярские ученые ищут методы борьбы с космическими бактериями
Городские новости (gornovosti.ru), 28/12/2017
Красноярские ученые ищут методы борьбы с космическими бактериями
Yarsk-info.ru, 28/12/2017
Красноярские ученые приступили к "борьбе с бактериями"
Geopressa.ru, 28/12/2017
Красноярские ученые выяснили, где на МКС растет плесень
Mirtesen.sputnik.ru, 28/12/2017
Красноярские ученые приступили к "борьбе с бактериями"
NewsKey.info, 28/12/2017
Красноярские ученые приступили к "борьбе с бактериями"
Версия Инфо (versiya.info), 28/12/2017
Красноярские ученые выяснили где на МКС растет плесень
ИА МАНГАЗЕЯ (mngz.ru), 27/12/2017
Красноярские ученые выяснили где на МКС растет плесень
Vestisibiri.ru, 27/12/2017
В герметичном объеме на Земле проверили пути расселения космических микробов
Российский научный фонд (рнф.рф), 27/12/2017
Модель поражения бактериями космической станции воссоздали исследователи в Красноярске
Наш Красноярский край (gnkk.ru), 28/12/2017
В герметичном объеме на Земле проверили пути расселения космических микробов | ФАНО России
Федеральное агентство научных организаций (fano.gov.ru), 28/12/2017
Как микробы расселяются по космическому кораблю
Наука и жизнь (nkj.ru), 29/12/2017
Как микробы расселяются по космическому кораблю
ГородСПб.рф, 29/12/2017

Похожие новости

  • 19/09/2017

    В реке Енисей обнаружили уникальное разнообразие радиоактивных частиц

    ​Коллектив ученых Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» (КНЦ СО РАН), Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН (Новосибирск) и Норвежского университета наук о жизни провел детальные исследования более 200 радиоактивных частиц, обнаруженных в речных долинах реки Енисей в период с 1995 по 2016 годы.
    686
  • 13/02/2018

    В Нью-Дели прошел Российско-индийский фестиваль науки

    ​В Нью-Дели прошел фестиваль науки, посвященный 30-летию сотрудничества России и Индии в атомной энергетике, сообщает пресс-служба компании "Русатом - Международная сеть". По инициативе госкорпорации "Росатом" с 6 по 9 февраля прошли мероприятия, лекции, презентации для учащихся.
    404
  • 08/07/2017

    Российские ученые получили чувствительные к малым дозам радиации белки

    Группа исследователей из Института биофизики СО РАН, Красноярского государственного аграрного университета, Сибирского федерального Университета (СФУ), а также МГУ им. М. В. Ломоносова разработала чувствительный к радиации белковый комплекс, сообщает пресс-служба СФУ.
    854
  • 10/09/2018

    Станет ли экология лучше, если стереть половину населения Земли?

    ​Ведущий научный сотрудник Института биофизики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» кандидат биологических наук Егор Сергеевич Задереев отвечает на вопрос о том, Станет ли экология лучше, если стереть половину населения Земли.
    128
  • 05/02/2016

    Красноярские ученые придумали, как выделять белки с помощью микросфер из угольной золы

    ​Ученые Института химии и химической технологии СО РАН и Института биофизики СО РАН на основе магнитных микросфер, полученных из летучих зол угля, создали эффективные многоразовые сорбенты для выделения биологических молекул.
    1574
  • 27/04/2017

    Красноярские биофизики научили грибы излучать цвета радуги

    ​Сотрудники института биоорганической химии РАН, красноярского Института биофизики СО РАН и Российского исследовательского медуниверситета им. Пирогова синтезировали искусственное свечение грибов. Помогали российским ученым коллеги из Бразилии и Японии.
    662
  • 14/06/2017

    В Красноярске разработана технология контрастирования злокачественных опухолей головного мозга

    ​В рамках государственного задания Минздрава России в лаборатории Биомолекулярных и медицинских технологий КрасГМУ им. проф В.Ф. Войно-Ясенецкого совместно с нейрохирургами Красноярской межрайонной клинической больницы скорой медицинской помощи имени Н.
    1279
  • 28/01/2017

    Андрей Дегерменджи: мы предложили посмотреть на экосистемы по-новому

    ​Исследования Института биофизики ФИЦ Красноярского научного центра СО РАН охватывают не только три стихии биосферы — воду, землю и воздух — но и двигаются выше и выше: в космос.  Как выжить в перелетах к другим планетам? Сможем ли мы предотвратить глобальное потепление? Как станет выглядеть Земля через сотни лет? Андрей Георгиевич Дегерменджи, доктор физико-математических наук, академик РАН, с 1996 года руководит Институтом биофизики СО РАН (Красноярск).
    1053
  • 15/12/2017

    Академик Андрей Дегерменджи: жизнь в астероиде позволит снять целый комплекс проблем

    ​Андрей Георгиевич Дегерменджи - советский и российский ученый-биофизик, академик РАН (2011). Директор Института биофизики СО РАН с 1996 года - об исследованиях красноярских ученых  и системе жизнеобеспечения в экстремальных условиях .
    453
  • 11/08/2017

    Рачкам легче пережить ядерный катаклизм целой популяцией

    ​Российские ученые узнали, как влияет радиация на популяцию спящих ветвистоусых рачков. Оказалось, что они смогут размножаться после пробуждения даже при высоких дозах облучения. Ученые из Института биофизики КНЦ СО РАН, Сибирского федерального университета и Института ядерной физики им.
    501