La Stazione Spaziale Internazionale ospita un intero ecosistema di microscopici autostoppisti. Tenere questi minuscoli invasori potenzialmente dannosi, come batteri e altri microrganismi potenzialmente pericolosi, dal seguire gli esseri umani nello spazio è quasi impossibile, ma l’Agenzia spaziale europea sta lavorando alla creazione di una tecnologia che potrebbe fermarli: veicoli spaziali autopulenti.
E mentre gli esseri umani lavorano per l’esplorazione spaziale a lungo termine, gli habitat spaziali incontaminati stanno diventando sempre più importanti, soprattutto perché ci sono prove che l’ecosistema si sta già evolvendo rapidamente. “I microbi trasportati dalla Terra alla ISS stanno mutando”, afferma Malgorzata Holynska, un ingegnere dei materiali e di processo dell’ESA che funge da responsabile tecnico del progetto. “Si stanno evolvendo ceppi resistenti ai comuni agenti antimicrobici”.
Negli ultimi anni, l’urgenza di combattere queste varietà è aumentata. Poiché i microbi si stanno adattando per sopravvivere nel difficile ambiente dello spazio, potrebbero eventualmente contaminare sia gli astronauti che il resto del sistema solare. Sebbene i batteri trovati sulla ISS non abbiano finora dimostrato di essere più virulenti o resistenti agli antibiotici, i ricercatori non possono dire se i trilioni di specie di microrganismi si comporteranno allo stesso modo nello spazio. I microbi che viaggiano nello spazio sono anche in grado di distruggere l’interno del veicolo spaziale e il suo equipaggiamento. Lo fanno creando biofilm, collettivi di uno o più tipi di batteri che crescono su superfici diverse come i denti. I biofilm possono divorare metalli, plastica e gomma.
Holynska afferma che ci sono già stati molti casi di astronauti che hanno segnalato l’erosione della tecnologia spaziale, inclusi connettori elettrici, condizionatori d’aria e parti delle tute utilizzate nelle passeggiate spaziali. Tale distruzione era un problema dilagante a bordo della stazione spaziale russa Mir, dove sono state trovate colonie di organismi che crescevano attorno ai sigilli di gomma delle finestre, sui tubi dei cavi, sulle tute spaziali e sui dispositivi di comunicazione. Ora, gli scienziati sanno che queste esperienze non sono esclusive del veicolo spaziale dismesso. Nel 2019, i ricercatori hanno persino appreso che la muffa che cresce sulle pareti della Stazione Spaziale Internazionale potrebbe facilmente sopravvivere a livelli estremamente elevati di radiazioni.
Ma una potenziale soluzione per combattere i microbi sono le superfici autopulenti, materiali rivestiti con composti che rimuovono facilmente batteri o sporco. L’ESA prevede di utilizzare l’ossido di titanio, o titania, un composto tipicamente utilizzato nel vetro autopulente e nelle superfici antimicrobiche negli ospedali, insieme ai rivestimenti fotoattivi, che sono in grado di cambiare chimicamente se esposti a determinate lunghezze d’onda della luce.
Il rivestimento funziona tramite un processo chiamato ossidazione fotocatalitica. Se esposto alla luce ultravioletta, l’ossido di titanio scompone il vapore acqueo nell’aria e ossida i microbi, dissolvendo efficacemente le membrane batteriche che entrano in contatto con esso. Ciò crea un ulteriore vantaggio: i materiali non sono selettivi quando si tratta di sterminare specifici ceppi microbici, il che significa che ci sono poche possibilità che questi microbi sviluppino resistenza batterica.
Finora, il team ha testato con successo il rivestimento su superfici come vetro, wafer di silicio, foglio di alluminio e fazzoletti di carta appositamente realizzati. Ma per renderli ancora più efficaci, il team di Holynska vuole aumentare l’efficienza di titania “doping” il composto, o alterando i suoi composti per estenderne gli effetti antimicrobici in condizioni di luce normale.
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Questo doping è particolarmente necessario poiché l’ESA spera di creare i propri rivestimenti antimicrobici senza l’uso dell’argento, un componente comune del titania trovato sulla Terra che è sicuro per gli esseri umani, ma un metallo pesante mortale che fluttua nello spazio.
“È stato dimostrato che i metalli pesanti come l’argento fuoriescono nella condensa dell’acqua sulla ISS”, afferma Holynska. “Per l’esplorazione a lungo termine e, in particolare, per applicazioni in condizioni di elevata umidità o nelle tubazioni dell’acqua [and] contenitori, questo è un problema. Poiché l’argento tende ad accumularsi nei tessuti umani se ingerito, può causare danni agli organi interni come i reni e il fegato e può innescare cambiamenti nella morfologia del sangue, dice. L’esposizione prolungata è un rischio che gli esseri umani non possono correre poiché è già stato dimostrato che i viaggi nello spazio indeboliscono il sistema immunitario degli astronauti.
Al momento, il progetto di Holynska è solo una delle possibili tecnologie che cercano di risolvere le varie bio-contaminazioni sulla stazione spaziale. La loro ricerca si complimenta in modo specifico con l’esperimento francese Matiss e lo studio tedesco Touching Surfaces, che indagano entrambi sulla crescita batterica a bordo della stazione.
Ma nel frattempo, c’è una cosa che sappiamo senza dubbio: ovunque vadano gli umani, i batteri sono pronti a seguirli, un compagno costante mentre iniziamo ad attraversare ulteriormente l’oscurità d’inchiostro del cosmo.
