Per garantire un ambiente sicuro per gli astronauti in missioni spaziali di lunga durata come un viaggio su Marte, è importante monitorare come i microrganismi come i batteri si adattano alle condizioni confinate a bordo dei veicoli spaziali, secondo uno studio pubblicato sulla rivista ad accesso aperto microbioma .

Dott.ssa Petra Schwendner, Università di Edimburgo, autore corrispondente dello studio ha dichiarato:"Finora, si sapeva poco dell'influenza del confinamento a lungo termine sui microrganismi che vivono all'interno di habitat che un giorno potrebbero essere utilizzati per viaggiare su altri pianeti, e se la struttura del microbiota cambia nel tempo. Il nostro è il primo studio completo a lungo termine che indaga la carica microbica, diversità e dinamiche in un habitat chiuso - un modello di astronave - per 520 giorni, l'intera durata di un volo simulato su Marte."

Il team di ricercatori tedeschi, Regno Unito e Austria, guidato dal Centro aerospaziale tedesco (DLR), scoperto che a parte l'equipaggio che era la principale fonte di batteri associati all'uomo all'interno dell'habitat, il confinamento sembrava essere il fattore scatenante più forte che modellava la comunità batterica - il microbiota - che è rimasta altamente dinamica nel tempo.

microrganismi associati all'uomo, comprese le specie Bacillus e Staphylococcus erano le più frequenti, indicando che gli esseri umani erano la principale fonte di dispersione microbica, secondo i ricercatori. Per esempio, Stafilococco, che si trova spesso nel naso, vie respiratorie, e sulla pelle, è stato probabilmente disperso tramite scaglie di pelle versate dall'equipaggio. Sebbene lo Staphylococcus non provochi sempre malattie, è una causa comune di infezioni della pelle, soprattutto in individui con sistema immunitario indebolito.

Per scoprire quali specie batteriche possono essere presenti nell'aria e sulle superfici all'interno dei veicoli spaziali e come può cambiare la composizione del microbiota durante l'abitazione umana, un equipaggio di sei "Marsonaut" maschi viveva all'interno di un modello di astronave, situato a Mosca, dal 3 giugno 2010 al 5 novembre 2011. Durante il periodo di isolamento i membri dell'equipaggio sono rimasti completamente confinati - non hanno mai lasciato l'habitat chiuso. Simulazione delle condizioni durante una missione con equipaggio su Marte, hanno seguito una dieta e un programma rigorosi, che includeva la pulizia dell'habitat e la conduzione di esperimenti scientifici. Hanno raccolto 360 campioni microbici da 20 posizioni (9 aria, 11 superficie) in 18 punti temporali, utilizzando filtri dell'aria e tamponi.

Mentre un microbiota centrale dello stesso batterio era presente in tutte le aree del modello spaziale, gli autori hanno notato firme batteriche specifiche per ogni singola area, o modulo, indicando che, proprio come in altri ambienti interni, la presenza microbica è associata alla presenza umana e al tipo di attività per cui un'area è utilizzata. aree comuni, zone notte, la palestra, e il bagno aveva il numero più alto e la più grande diversità di batteri, mentre il minor numero di batteri è stato trovato all'interno del modulo medico.

Il dott. Schwendner ha dichiarato:"Abbiamo anche visto l'impatto degli agenti di pulizia. Sebbene abbiamo individuato alcuni hotspot microbici, dove il numero di batteri era molto più alto che in altre zone, siamo stati piuttosto sollevati nello scoprire che le conte batteriche complessive rientravano nei limiti accettabili. A causa di adeguate misure di pulizia, la comunità microbica all'interno dell'habitat era sempre sotto controllo con nessun rischio o poco per l'equipaggio".

I ricercatori hanno anche notato che la diversità microbica è diminuita significativamente nel tempo, il che significa che erano presenti meno specie diverse di batteri. Ciò può indicare sviluppi potenzialmente problematici all'interno della comunità microbica durante l'isolamento di lunga durata, secondo gli autori. Un'elevata diversità microbica è normalmente associata alla stabilità e alla salute del sistema.

Il dottor Schwendner ha dichiarato:"Oltre ai potenziali rischi per la salute dell'equipaggio, alcuni di questi microrganismi potrebbero avere un impatto negativo sui veicoli spaziali, man mano che crescono e potrebbero danneggiare il materiale del veicolo spaziale. Per garantire la stabilità dei sistemi, possono essere necessarie contromisure per evitare lo sviluppo di microrganismi adattati, e una completa perdita della diversità microbica. Il nostro studio fornisce preziose informazioni sulla qualità del mantenimento dell'habitat e migliora la selezione di appropriati approcci di monitoraggio microbico, consentendo lo sviluppo di contromisure efficienti e adeguate".