Astronauci nie mają pralki, więc po prostu wyrzucają zużyte ubrania w przestrzeń kosmiczną. Teraz testują pistolet z zimną plazmą, który zabija bakterie bez detergentów.
Na ISS nie ma oczywiście pralki. Używane ubrania nie są więc prane, tylko noszone wielokrotnie, a następnie pakowane razem z odpadami. Ostatecznie trafiają do statków transportowych, które po odłączeniu od stacji spalają się w ziemskiej atmosferze. NASA od lat analizuje, jak długo można bezpiecznie korzystać z poszczególnych części garderoby. W dokumentacji dotyczącej ubrań dla załóg pojawiały się np. 2 dni dla bielizny, około 7 dni dla skarpet i ubrań sportowych czy choćby około 30 dni dla spodni.
Przy ISS można sobie na to pozwolić, bo regularnie docierają tam statki z nowymi zapasami. W przypadku misji na Marsa nie będzie to możliwe. Nie da się przecież co kilka miesięcy wysłać załodze paczki ze świeżymi T-shirtami. Każdy dodatkowy kilogram ubrań oznacza masę, którą najpierw trzeba wynieść z Ziemi, rozpędzić w stronę Marsa, a potem przechowywać przez całą misję.
Klasyczna pralka też nie jest tu dobrym rozwiązaniem. Potrzebuje wody, energii, zajmuje miejsce, a detergent komplikuje późniejsze odzyskiwanie wody w systemie podtrzymywania życia. NASA szuka więc rozwiązania, które brzmi znacznie bardziej kosmicznie.
Zamiast wody wystrzelą zimną plazmę
Na University of Alabama in Huntsville we współpracy z Marshall Space Flight Center NASA powstaje nowe, bardzo interesujące urządzenie. Zespołem kieruje Gabe Xu, specjalista zajmujący się fizyką plazmy. Prototyp nazwano po prostu laundry gun. w tej chwili jest mniej więcej wielkości długopisu. Wytwarza strumień fioletowej zimnej plazmy, którym można potraktować powierzchnię tkaniny.
Plazma jest zjonizowanym gazem zawierającym m.in. elektrony oraz jony. W przypadku zimnej plazmy elektrony mają dużo energii, ale cały gaz nie musi osiągać wysokiej temperatury. Można więc skierować ją na bawełnę bez natychmiastowego spalenia koszulki. W obecnej wersji urządzenia wykorzystywana jest mieszanina helu, powietrza i pary wodnej.
Najciekawsze dzieje się jednak dopiero po wytworzeniu plazmy. Energetyczne elektrony zderzają się z cząsteczkami tlenu i wody. Powstają wtedy bardzo reaktywne związki tlenu, m.in. ozon i rodniki hydroksylowe. Dla bakterii to wyjątkowo nieprzyjemne środowisko. Związki te atakują biologiczne struktury komórki poprzez utlenianie. Mogą uszkadzać m.in. lipidową błonę bakterii, aż mikroorganizm przestaje być zdolny do przeżycia.
Sam mechanizm nie jest całkowicie nowy. Utlenianie wykorzystujemy również podczas dezynfekcji nadtlenkiem wodoru czy środkami zawierającymi związki chloru. Różnica polega jednak na tym, iż pistolet może produkować potrzebne reaktywne cząsteczki bezpośrednio z gazów znajdujących się w otoczeniu. W testach na bawełnianym materiale zimna plazma zmniejszyła liczbę bakterii o ponad 75 proc., a naukowcy nie zauważyli przy tym uszkodzeń samej tkaniny.
Tylko iż koszulka przez cały czas będzie miała plamę po kawie
W tym miejscu dochodzimy do najważniejszego ograniczenia całego wynalazku. Naukowcy bardzo wyraźnie zaznaczają, iż ich pistolet nie pierze ubrań w takim znaczeniu, w jakim robi to pralka. o ile astronauta wyleje na koszulkę kawę, sos albo coś tłustego, plama po potraktowaniu plazmą przez cały czas może zostać na swoim miejscu. Urządzenie przede wszystkim dezynfekuje.
Ma zmniejszyć liczbę bakterii rozwijających się na spoconym materiale, a tym samym ograniczać problemy higieniczne oraz nieprzyjemny zapach. To właśnie mikroorganizmy rozkładające związki zawarte w pocie odpowiadają za sporą część charakterystycznej woni długo noszonych ubrań. Do prawdziwej kosmicznej pralki przez cały czas więc trochę brakuje.
Na Spider’s Web opisywaliśmy stosunkowo niedawno zupełnie inne podejście do ograniczania klasycznego prania. Tam naukowcy zmodyfikowali sam materiał tak, aby zabrudzenia dużo trudniej przyczepiały się do jego powierzchni. Kosmiczny pistolet atakuje problem od drugiej strony: nie pozbywa się całego brudu, ale ma rozprawić się z tym, co na ubraniu żyje.
Pistolet musi jeszcze sporo urosnąć
Obecna konstrukcja jest jednak zdecydowanie za mała, żeby astronauta mógł wygodnie wystrzelać sobie całą koszulkę po treningu. Plazma obejmuje niewielki obszar materiału. manualne czyszczenie całej pościeli czy kombinezonu trwałoby więc absurdalnie długo. Naukowcy projektują teraz większą wersję urządzenia, mniej więcej wielkości puszki napoju. Ma generować szerszy strumień i nadawać się do wygodnego przesuwania nad tkaniną.
Jest też drugi problem: ozon. To świetny utleniacz i skuteczny wróg mikroorganizmów, ale w większym stężeniu nie jest czymś, czego chcielibyśmy w zamkniętej kabinie statku kosmicznego. Nowa konstrukcja ma więc otrzymać system przechwytujący ozon po zakończeniu procesu. Dopiero później będzie można myśleć o urządzeniu gotowym do lotu.
Na razie projekt pozostaje na etapie laboratoryjnym. Wyniki zostały zaprezentowane podczas tegorocznej Astrobiology Science Conference, a nie jako gotowy produkt certyfikowany do wykorzystania na ISS. Badacze prowadzą kolejne eksperymenty z różnymi mikroorganizmami i materiałami.
Zaczęło się nie od brudnych skarpet, tylko od ochrony Marsa
Co ciekawe, pomysł nie narodził się dlatego, iż NASA szczególnie martwił zapach skarpetek astronautów. Pierwotnym celem była przede wszystkim ochrona planetarna.
Człowiek jest przecież chodzącym źródłem bakterii, grzybów i innych mikroorganizmów. Podczas wyprawy na Marsa część z nich nieuchronnie trafi do habitatów, na skafandry oraz wyposażenie. To problem, o którym robi się coraz głośniej również w przypadku powrotu ludzi na Księżyc. o ile ziemskie organizmy trafią do badanego środowiska, później mogą utrudnić ustalenie, czy znaleziony ślad biologiczny rzeczywiście pochodzi z obcego świata.
Zimna plazma ma więc jeszcze jedno zastosowanie: przed wyjściem z bazy można potraktować nią narzędzia albo zewnętrzne elementy skafandra, ograniczając ilość ziemskiego życia wynoszonego na Marsa. Dopiero w trakcie tych prac naukowcy zorientowali się, iż skoro plazma zabija bakterie na miękkich materiałach, równie dobrze może pomóc z pościelą, kanapami i ubraniami w kosmicznym domu.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
