China heeft zijn Tianwen-1-missie naar Mars gelanceerd. Een raket die een orbiter vasthoudt, lander en rover zijn gisteren vertrokken vanuit de provincie Hainan, met de hoop de rover begin volgend jaar op het oppervlak van Mars te kunnen plaatsen.

evenzo, de lancering van de Emirates Mars Mission op zondag markeerde de inval van de Arabische wereld in interplanetaire ruimtevaart. En op 30 juli we verwachten dat NASA's Mars Perseverance-rover eindelijk opstijgt vanuit Florida.

Voor veel naties en hun mensen, ruimte wordt de ultieme grens. Maar hoewel we steeds slimmer en sneller de ruimte in kunnen reizen, er is nog veel onbekend over de effecten ervan op biologische stoffen, inclusief ons.

Terwijl de mogelijkheden van ruimteverkenning eindeloos lijken, zo zijn zijn gevaren. En een bijzonder gevaar komt van de kleinste levensvormen op aarde:bacteriën.

Bacteriën leven in ons en overal om ons heen. Dus of we het nu leuk vinden of niet, deze microscopisch kleine organismen gaan overal mee naartoe, ook de ruimte in. Net zoals de unieke omgeving van de ruimte een impact op ons heeft, zo heeft het ook invloed op bacteriën.

We kennen de ernst van het probleem nog niet

Al het leven op aarde evolueerde met de zwaartekracht als een altijd aanwezige kracht. Dus, Het leven op aarde is niet aangepast om tijd in de ruimte door te brengen. Wanneer de zwaartekracht wordt verwijderd of sterk wordt verminderd, processen die door de zwaartekracht worden beïnvloed, gedragen zich ook anders.

In de ruimte, waar er minimale zwaartekracht is, sedimentatie (wanneer vaste stoffen in een vloeistof naar de bodem bezinken), convectie (de overdracht van warmte-energie) en drijfvermogen (de kracht die bepaalde voorwerpen doet drijven) worden geminimaliseerd.

evenzo, krachten zoals oppervlaktespanning van vloeistof en capillaire krachten (wanneer een vloeistof stroomt om een ​​nauwe ruimte te vullen) worden intenser.

Het is nog niet volledig begrepen hoe dergelijke veranderingen levensvormen beïnvloeden.

Hoe bacteriën dodelijker worden in de ruimte

zorgwekkend, onderzoek van ruimtevluchtmissies heeft aangetoond dat bacteriën dodelijker en veerkrachtiger worden wanneer ze worden blootgesteld aan microzwaartekracht (wanneer er slechts kleine zwaartekrachten aanwezig zijn).

In de ruimte, bacteriën lijken resistenter te worden tegen antibiotica en dodelijker te worden. Ze blijven ook een korte tijd zo nadat ze op aarde zijn teruggekeerd, vergeleken met bacteriën die de aarde nooit hebben verlaten.

Daaraan toevoegend, bacteriën lijken ook sneller te muteren in de ruimte. Echter, deze mutaties zijn voornamelijk bedoeld voor de bacteriën om zich aan te passen aan de nieuwe omgeving - niet om super dodelijk te worden.

Er is meer onderzoek nodig om te onderzoeken of dergelijke aanpassingen in feite, laat de bacteriën meer ziekte veroorzaken.

Bacterieel teamwerk is slecht nieuws voor ruimtestations

Onderzoek heeft aangetoond dat de microzwaartekracht van de ruimte de vorming van biofilms van bacteriën bevordert.

Biofilms zijn dicht opeengepakte celkolonies die een matrix van polymere stoffen produceren waardoor bacteriën aan elkaar kunnen kleven, en op vaste oppervlakken.

Biofilms verhogen de resistentie van bacteriën tegen antibiotica, hun overleving te bevorderen en hun vermogen om infecties te veroorzaken te verbeteren. We hebben biofilms zien groeien en zich hechten aan apparatuur op ruimtestations, waardoor het biologisch afbreekt.

Bijvoorbeeld, biofilms hebben het navigatievenster van het Mir-ruimtestation aangetast, airconditioning, zuurstof elektrolyse blok, waterrecyclingeenheid en thermisch controlesysteem. De langdurige blootstelling van dergelijke apparatuur aan biofilms kan leiden tot storingen, die verwoestende gevolgen kunnen hebben.

Een ander effect van microzwaartekracht op bacteriën betreft hun structurele vervorming. Bepaalde bacteriën hebben een afname van de celgrootte en een toename van het aantal cellen laten zien wanneer ze in microzwaartekracht worden gekweekt.

In het geval van de eerstgenoemde, bacteriële cellen met een kleiner oppervlak hebben minder molecuul-cel interacties, en dit vermindert de effectiviteit van antibiotica tegen hen.

Bovendien, de afwezigheid van effecten veroorzaakt door de zwaartekracht, zoals sedimentatie en drijfvermogen, kan de manier veranderen waarop bacteriën voedingsstoffen of medicijnen opnemen die bedoeld zijn om ze aan te vallen. Dit zou kunnen leiden tot een verhoogde resistentie tegen geneesmiddelen en besmettelijkheid van bacteriën in de ruimte.

Dit alles heeft ernstige gevolgen, vooral als het gaat om langeafstandsvluchten waar de zwaartekracht niet aanwezig zou zijn. Het ervaren van een bacteriële infectie die in deze omstandigheden niet kan worden behandeld, zou catastrofaal zijn.

De voordelen van onderzoek in de ruimte

Anderzijds, de effecten van de ruimte resulteren ook in een unieke omgeving die positief kan zijn voor het leven op aarde.

Bijvoorbeeld, moleculaire kristallen in de microzwaartekracht van de ruimte worden veel groter en symmetrischer dan op aarde. Het hebben van meer uniforme kristallen maakt het mogelijk om effectievere medicijnen en behandelingen te formuleren om verschillende ziekten te bestrijden, waaronder kankers en de ziekte van Parkinson.

Ook, de kristallisatie van moleculen helpt bij het bepalen van hun precieze structuren. Veel moleculen die op aarde niet kunnen worden gekristalliseerd, kunnen zich in de ruimte bevinden.

Dus, de structuur van dergelijke moleculen kon worden bepaald met behulp van ruimteonderzoek. Dit, te, zou helpen bij de ontwikkeling van geneesmiddelen van hogere kwaliteit.

Glasvezelkabels kunnen ook veel beter in de ruimte worden gemaakt, door de optimale vorming van kristallen. Dit verhoogt de datatransmissiecapaciteit aanzienlijk, netwerken en telecommunicatie sneller te maken.

Naarmate mensen meer tijd in de ruimte doorbrengen, een omgeving vol bekende en onbekende gevaren, verder onderzoek zal ons helpen de risico's - en de potentiële voordelen - van de unieke omgeving van de ruimte grondig te onderzoeken.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.