Sienet pystyivät imemään säteilyä ISS:llä. Voivatko astronautit kasvattaa omia säteilysuojaitaan avaruudessa?

Tehokkaan säteilysuojauksen puute on yksi suurimmista haasteista, jotka on vielä voitettava, jos ihmiset aikovat lähteä pitkäaikaisille matkoille syvään avaruuteen. Maapallolla planeetan voimakas magnetosfääri suojaa meitä tappavimmilta säteilyn muodoilta – auringonpurkausten ja kaukaa saapuvien galaktisten kosmisten säteiden aiheuttamalta – joka virtaa aurinkokunnan läpi. Kansainvälisen avaruusaseman astronautit, noin 408 kilometriä Maan yläpuolella, saavat korkeaa säteilytasoa, mutta ovat tarpeeksi lähellä Maata, jotta he saavat silti jonkin verran suojausta ja voivat pysyä kiertoradalla jopa vuoden. Samaa ei voida sanoa astronauteista, jotka matkustavat kauemmaksi, esimerkiksi Kuuhun tai jonakin päivänä Marsiin. Tulevien syvän avaruusmatkailijoiden on tuotava mukanaan oma suojus tai, kuten uusi lehti ehdottaa, kasvattaa sitä matkan varrella.

Lehden mukaan, julkaistu preprint-muodossa BioRxiv aiemmin tässä kuussa erityinen sienityyppi, joka viihtyy korkean säteilyn ympäristöissä, nimeltäänCladosporium sphaerospermumvoisi muodostaa elävän kilven astronautien ympärille avaruudessa. Sieni ei vain estä säteilyä, vaan itse asiassa käyttää sitä kasvamiseen radiosynteesin kautta: se vetää energiaa säteilystä, aivan kuten useimmat kasvit vetävät energiaa auringonvalosta fotosynteesin kautta.

”Yhden vuoden aikana keskimääräinen maapallon ihminen altistuu noin 6,2 mSv:lle, kun taas kansainvälisen avaruusaseman (ISS) keskimääräinen astronautti altistuu noin 144 mSv:lle; Kolmen vuoden Mars-matkan jälkeen astronautti olisi kerännyt jo noin 400 mSv.

Graham Shunk et ai., BioRxiv .

Nämä säteilyä rakastavat sienet elävät maan päällä äärimmäisissä paikoissa, kuten Ukrainan Tšernobylin ydinvoimalan paikalla. Avaruudessa he pärjäävät yhtä hyvin. Vuonna 2019 tutkijat lensivät osan sienistä ISS:lle, seurasivat niiden kasvua 30 päivän aikana ja mittasivat sen läpi kulkeneen säteilyn määrää verrattuna kontrollinäytteeseen, jossa ei ollut sieniä.

Koe osoitti, että säteilytasot 1,7 mm paksun sienikerroksen alla olivat noin 2,17 % alhaisemmat kuin kontrollissa. Ei vain sitä, vaan sieni kasvoi noin 21 % nopeammin kuin maan päällä, mikä tarkoittaa, että sienten kyky toimia astronauttien suojakilvenä voisi itse asiassa kasvaa vahvemmaksi mitä pidempään tehtävä kestää.

Cladosporium sphaerospermum, radiotrofinen sieni, voisi toimia säteilysuojana syvän avaruuden lennoilla. Kuvan luotto: Wikimedia Commons, Medmyco.

On liian aikaista innostua tämän sienen käytännön sovelluksista avaruusmatkoilla. Tutkimusryhmä arvioi, että Marsissa säteilytason laskemiseksi Maan kaltaisiin olosuhteisiin elinympäristön tulisi peittää 2,3 metriä paksulla radiosyntetisoivien sienien kerroksella. Sama vaikutus voitaisiin saavuttaa hautaamalla elinympäristö 3 metrin syvyyteen Marsin lian (regolith) alle. Silti mahdollisuudet löytää biologisia ratkaisuja usein pidettyihin insinöörihaasteisiin on ainutlaatuinen lähestymistapa, ja se voi osoittautua hedelmälliseksi.

Lähitulevaisuudessa astronautit luottavat arkipäiväisempiin ratkaisuihin. Auringonpurkaustapahtumien tapauksessa varasuunnitelmiin kuuluu suojautuminen avaruusaluksen lastin keskelle: mitä suurempi massa on astronautien ja tulevan säteilyn välillä, sitä turvallisempia he ovat. Tuleva miehittämätön Artemis 1 -tehtävä, joka käynnistetään ensi vuonna, on suojaliivin testaus suunniteltu minimoimaan käyttäjän saamat säteilyannokset.

Toistaiseksi mikään näistä ratkaisuista ei ole ihanteellinen. Paljon työtä on vielä tehtävänä tulevien astronautien turvassa. Kun sen aika koittaa, älä kuitenkaan ihmettele, jos osa avaruussäteilyn ratkaisua on piiloutuminen ystävällisten sienien paksun peiton alle.

Lisätietoja: Graham K. Shunk, Xavier R. Gomez, Christoph Kern, Nils J. H. Averesch. ' Itsestään replikoituva säteilysuoja ihmisen syvän avaruuden tutkimiseen: Radiotrofiset sienet voivat vaimentaa ionisoivaa säteilyä kansainvälisellä avaruusasemalla .” BioRxiv.

Suositeltu kuva: Sieni kasvaa lasiastiassa. Wikimedia Commons, Yakuzakorat.