圣大科学家研究发现：太空细菌孢子具备从太空进入地球空间的能力

圣大科学家研究发现：太空细菌孢子具备从太空进入地球空间的能力

近日，圣彼得堡大学科学家在太空细菌孢子研究领域取得重要突破。研究发现，某些地球细菌孢子即使在太空中暴露超过一年半的时间，仍然能够存活。这一发现不仅揭示了太空微生物的生存能力，也为未来太空探索和地球生态安全提供了重要参考。

图像由“Kandinsky”神经网络生成

在太空中开展科学活动而产生的近地空间污染问题日益严重，不仅对轨道航天器构成了威胁，而且也给地球生态带来了严重问题。

该研究的结果得到了俄罗斯科学基金会的资助，已于科学杂志《Cosmic Research》发表。

早些时候，圣彼得堡大学的科学家们发现，这种现象主要因为微小颗粒能够在进入大气层的密集层时承受气动加热产生的能量。这些微小颗粒在经历了这种加热过程后仍能保持其特性，最终沉降到接近地面的低层大气或地球表面。如果这些颗粒是放射性物质或者是可能会破坏平流层臭氧层的材料时，这些由人类活动产生的微粒对地球的生物圈就会构成明显的威胁。

近年来的研究表明，对生物体具有潜在危险的微生物物体还包括从太空返回地球的陆地微生物物体。这些微生物会受人类活动影响从地球表面进入太空，也可能通过“电离层电梯”，也就是说对流层中的气溶胶颗粒会通过大气运动进入到更高的电离层。

全尺寸实验室“Test”的数据间接验证了“电离层电梯”的存在。俄罗斯科学院下属医学与生物学研究所的专家们近日在国际空间站上开展了名为“生物风险”的实验，其结果显示，某些地球细菌孢子即使在太空中暴露超过一年半的时间，仍然能够存活。同时，它们可能发生变异，获得新的特性。

太空探索是圣彼得堡大学多位科学家的优先工作领域之一。世界上第一个太空细菌生物膜研究就是在圣彼得堡国立大学进行的。大学研究人员目前还在研究太空飞行对宇航员身体的影响，并尝试对太空爆炸过程进行建模等等。

在今天的圣彼得堡国立大学矿物学博物馆可以看到丰富的陨石藏品，其中有超过 75 件世界级的珍贵藏品。为庆祝圣彼得堡国立大学建校300周年，今年5月发射的“联盟号”火箭的机身上专门喷上了代表圣彼得堡国立大学建校300周年专用涂层。

如果空气动力加热产生的热量不足以杀死这些微生物，那么他们可能就会对对地球生物圈构成威胁。然而，到目前为止，还没有人系统研究细菌孢子从太空进入大气层时可能承受的脉冲空气动力加热温度范围及其生存能力。圣彼得堡大学的科学家们创建了一个数学模型，用碳球形颗粒来模拟细菌孢子的运动和加热过程。

创建的程序通过联合求解两个主要方程来模拟微生物在太空中的行为。第一个方程是用于描述微生物在近地空间运动的方程，第二个是热平衡方程，用于描述该微生物内部能量的变化。

研究负责人：圣彼得堡国立大学物理力学系教授叶夫根尼·科列斯尼科夫

根据研究的数值模拟结果，地球上的细菌孢子在从近地轨道上的大型人造物体脱落后进入大气层时，其经历的最高空气动力加热温度实际上低于其在脉冲加热下的生存极限温度。此外，数值实验还显示，假设存在的外星细菌孢子，即使其尺寸不超过一微米（百万分之一米），在以超过第二或第三宇宙的速度快速进入地球大气层时，仍然有可能承受空气动力加热而不被破坏。