霍天翔，付玉明，劉 紅*

(1. 北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，北京 100191； 2. 北京航空航天大學(xué)環(huán)境生物學(xué)與生命保障技術(shù)研究所，北京 100191； 3. 空天生物技術(shù)與醫(yī)學(xué)工程國(guó)際聯(lián)合研究中心，北京 100191)

1 引言

空間有人艙室中微生物幾乎無(wú)處不在。空氣中、水中和各種物體表面都發(fā)現(xiàn)了微生物的蹤跡。和平號(hào)空間站上發(fā)現(xiàn)的微生物曾達(dá)234種[1]。在國(guó)際空間站的俄羅斯部分收集的經(jīng)過(guò)8～12年累積的塵埃樣品中共培養(yǎng)和鑒定了85種細(xì)菌物、17種非致病性分離物(不同的物種)和1種真菌[2]。另外，除了灰塵中的微生物，根據(jù)Checinska等人的研究，ISS樣品中最常見(jiàn)的真菌分離株是黑曲霉以及曲霉屬真菌，青霉屬是第二主要屬[3]。

雖然這些微生物是生態(tài)系統(tǒng)中必不可少的一部分，但是如果它們過(guò)量繁殖，會(huì)對(duì)空間飛行任務(wù)造成負(fù)面影響。首先，微生物會(huì)對(duì)艙體和設(shè)備造成腐蝕，導(dǎo)致艙體受損、設(shè)備發(fā)生故障。其次，載人密閉艙室中的致病微生物會(huì)危及航天員健康。由于在太空艙室環(huán)境中航天員免疫力降低，微生物誘發(fā)疾病對(duì)航天員及任務(wù)的危害極大，輕則導(dǎo)致任務(wù)失敗，重則導(dǎo)致航天員死亡。在國(guó)際空間站Expedition 30和Expedition 31號(hào)任務(wù)中曾有過(guò)航天員因微生物發(fā)生過(guò)敏反應(yīng)的報(bào)告[4]。再者，一些微生物還會(huì)分泌毒素，污染艙室空氣、食物、水源；密閉艙室中由于微生物繁殖，產(chǎn)生異味，影響艙室空氣質(zhì)量和航天員健康。另外，微生物積累下來(lái)的物質(zhì)會(huì)堵塞通氣管道或是液體管道，造成污染并擴(kuò)散。因此，載人密閉艙室內(nèi)的微生物防控是航天器環(huán)境控制的一個(gè)重要方面。

為了減少空間艙室內(nèi)微生物產(chǎn)生的負(fù)面影響，各個(gè)航天大國(guó)在航天器微生物防控領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究，這些研究對(duì)空間艙室中的微生物的種類(lèi)、滋生條件等進(jìn)行了闡述。本文在這些研究的基礎(chǔ)上就空間艙室內(nèi)微生物的滋生部位特點(diǎn)和在軌清除的措施進(jìn)行分析，提出我國(guó)空間艙室微生物在軌防控的建議,以期為我國(guó)的空間站等載人航天器建設(shè)和運(yùn)營(yíng)提供參考。

2 空間艙室內(nèi)易滋生微生物的部位特點(diǎn)

2.1 通風(fēng)不良的區(qū)域及設(shè)備內(nèi)部

在空間站及其他載人宇航飛行器環(huán)境下，由于沒(méi)有重力，空氣無(wú)法形成地面上那樣的熱對(duì)流，灰塵也無(wú)法靠重力自然沉降。而各部分艙室中溫度、濕度及CO2含量又因?yàn)樵O(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、人、植物和化學(xué)氧源的存在而有所不同。因此，為了使得艙室內(nèi)各個(gè)部分空氣的濕度、溫度及CO2量等達(dá)到該艙室功能所需范圍，艙室空調(diào)系統(tǒng)必須對(duì)各部分的空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)或通風(fēng)。例如，在國(guó)際空間站，其內(nèi)部加壓容積為915 m3，通風(fēng)速率11 m3/min[5]。這樣的風(fēng)速有利于艙室空氣中微生物和雜物隨氣流進(jìn)入空氣凈化系統(tǒng)被過(guò)濾清除。

盡管空間艙室具有良好的通風(fēng)系統(tǒng)，但是仍然存在一些區(qū)域通風(fēng)不良，比如艙室通風(fēng)管道設(shè)計(jì)中未曾注意到的死角、狹縫。在這些通風(fēng)不良的區(qū)域，一些灰塵和雜物就會(huì)逐漸累積，為微生物的生長(zhǎng)繁殖提供營(yíng)養(yǎng)和基質(zhì)[5]。資料顯示，微生物在這些通風(fēng)不良的區(qū)域容易大量滋生。比如在國(guó)際空間站節(jié)點(diǎn)3的機(jī)艙內(nèi)由于通風(fēng)不暢，存在大量的灰塵和微生物氣溶膠，并粘附在艙體內(nèi)壁上[3]。

由于空間艙室中影響灰塵和雜物的只有流動(dòng)空氣，如果灰塵沒(méi)被空氣凈化系統(tǒng)清除，就會(huì)隨著其他設(shè)備產(chǎn)生的流動(dòng)空氣而擴(kuò)散，圖1為最近公布的空間站背側(cè)壁板狹縫處一電子設(shè)備冷卻風(fēng)扇的入口[5]，可以看出有大量雜物和灰塵。此外，設(shè)備內(nèi)部由于因通風(fēng)不暢、不易發(fā)現(xiàn)等特點(diǎn)，也是發(fā)生微生物污染的重要部位。有報(bào)道證實(shí)在國(guó)際空間站上曾發(fā)生因微生物在設(shè)備內(nèi)部大量繁殖破壞電路或電子部件造成通信設(shè)備和煙感器發(fā)生故障[3,6]。

圖1 電子設(shè)備冷卻風(fēng)扇的入口[5]Fig.1 Inlet of avionics cooling fan[5]

2.2 易凝結(jié)冷凝水的低溫面

國(guó)際空間站氣溫維持在22 ℃左右，相對(duì)濕度在60%左右，大多數(shù)與環(huán)境相關(guān)的細(xì)菌在ISS和地球上的行為非常相似[7]，空間站上的真菌和細(xì)菌也會(huì)像地面一樣，滋生在潮濕的地方。而且，許多微生物能夠粘附到大多數(shù)物體表面并形成生物膜。這一過(guò)程提高了微生物污染的持久性和微生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，使之難以清除[8]。

水是微生物生存的必要物質(zhì)，同時(shí)水溶液會(huì)加速金屬的化學(xué)腐蝕。由于近地軌道的航天器，其外表面溫度可達(dá)-70 ℃[9]，空間站內(nèi)舷窗等部位的溫度就會(huì)很低，形成一些低溫面。而國(guó)際空間站內(nèi)維持相對(duì)濕度在60%左右[7]，水汽容易這些低溫面上達(dá)到結(jié)露點(diǎn)凝結(jié)。微生物可利用這些水進(jìn)行生命活動(dòng)，通過(guò)新陳代謝會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸腐蝕材料。而有機(jī)材料中的碳元素等可為微生物提供構(gòu)成細(xì)胞的化合物，金屬腐蝕過(guò)程中的能量可以被微生物利用。因此，艙內(nèi)易凝結(jié)冷凝水的低溫面是微生物滋生的又一重點(diǎn)部位。比如，在“和平號(hào)”空間站第3批航天員曾發(fā)現(xiàn)結(jié)露的舷窗上霉菌滋生造成能見(jiàn)度降低，光學(xué)性能下降[1]。

2.3 航天員手和皮膚經(jīng)常接觸的地方

大量關(guān)于國(guó)際空間站的微生物的研究都證明航天員是國(guó)際空間站微生物群落的主要來(lái)源[10]。Checinska等研究的結(jié)果更是證明特定的人類(lèi)皮膚相關(guān)微生物在國(guó)際空間站的微生物組成中占了大多數(shù)[3]。由于人體是太空艙中主要的微生物來(lái)源，而且人體的汗水等體液和皮膚角質(zhì)也可成為微生物繁殖的基質(zhì)，與人體經(jīng)常接觸的地方比較容易留下人的體液和皮膚角質(zhì)，微生物得以在這些地方生長(zhǎng)。而最近的研究同樣發(fā)現(xiàn)，國(guó)際空間站內(nèi)俄羅斯Zarya 艙段航天員經(jīng)常觸摸的把手和側(cè)壁上生長(zhǎng)了大量微生物，如圖2所示[11]。日本學(xué)者對(duì)國(guó)際空間站日本艙段(Kibo-ISS)人員工作經(jīng)常觸摸的區(qū)域如培養(yǎng)箱外側(cè)、把手等的微生物含量進(jìn)行檢測(cè)，同樣證實(shí)了上述區(qū)域存在大量與人相關(guān)的微生物[12]。另外，雖然不是直接接觸，航天員攜帶的微生物也可以通過(guò)講話、咳嗽、打噴嚏等方式在空間站擴(kuò)散[13]。

圖2 國(guó)際空間站俄羅斯Zarya 艙段內(nèi)把手和側(cè)壁上生長(zhǎng)的微生物 (航天員經(jīng)常把衣服掛于該側(cè)壁此處) [11]Fig.2 Microbes growing on the handle and side wall of Russian Zarya module on ISS[11]

3 在軌防控的措施

3.1 空氣中微生物的清除措施

3.1.1 ISS使用的細(xì)菌過(guò)濾元件BFE(Bacterial Filter Elements)

空氣中的微生物會(huì)污染空氣，嚴(yán)重時(shí)造成航天員的呼吸道感染，而且微生物可以通過(guò)空氣擴(kuò)散傳播，進(jìn)而在艙室內(nèi)的材料表面繁殖，從一處轉(zhuǎn)移到另一處?？諝庵械膽腋☆w粒是微生物在空間站內(nèi)傳播的最主要途徑。氣體中的微生物會(huì)附著在懸浮顆粒物上，有時(shí)懸浮顆粒本身就是微生物，例如真菌孢子，因此對(duì)懸浮顆粒物的控制就是對(duì)氣體中微生物的控制。氣體中懸浮顆粒物的控制采用的方式是過(guò)濾。為了過(guò)濾掉空氣中的灰塵顆粒物，一般采用HEPA過(guò)濾器，對(duì)于有效直徑在0.3 μm左右的微顆粒能進(jìn)行有效的濾除[3]。BFE是在ISS上使用的包含HEPA的過(guò)濾器，有6個(gè)BFE安裝在通風(fēng)系統(tǒng)中[5]。圖3是空間站上的細(xì)菌過(guò)濾元件BFE，左圖是未使用干凈的BFE，右圖是使用8天后的情況，可以看出空間站中存在大量懸浮顆粒。因此，空氣中微生物控制主要是通過(guò)設(shè)計(jì)減少通風(fēng)死角以及對(duì)于濾膜上的微生物的清除[14]。

圖3 國(guó)際空間站細(xì)菌過(guò)濾元件[5]Fig.3 The ISS bacterial filter elements[5]

3.1.2 便攜式除菌裝置

在航天器建造完成后，針對(duì)設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮到的通風(fēng)死角可以通過(guò)便攜式除菌裝置進(jìn)行處理。比如，從2001年開(kāi)始俄羅斯專(zhuān)家在國(guó)際空間站采用一種叫做POTOK 150MK的微生物控制設(shè)備，其原理是利用脈沖電產(chǎn)生等離子體殺菌結(jié)合過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾[15]，用于國(guó)際空間站的空氣微生物控制，保證ISS的空氣微生物濃度維持在衛(wèi)生上限(細(xì)菌低于1000 CFU/m3、真菌低于100 CFU/m3[10])以下[16]。目前在國(guó)際空間站(ISS)上，開(kāi)發(fā)了一款干濕兩用的吸塵器，該吸塵器使用一次性袋子作為一級(jí)過(guò)濾裝置，收集潮濕或者干燥的顆粒物。該吸塵器的第二級(jí)過(guò)濾是一種HEPA過(guò)濾器。一級(jí)過(guò)濾器可以收集直徑大于0.6 μm的顆粒，二級(jí)過(guò)濾裝置可以過(guò)濾直徑大于0.3 μm的顆粒。另外該吸塵器還包括針對(duì)縫隙的清潔工具、刷子工具、靈活的模塊化工具和表面工具。該吸塵器風(fēng)機(jī)由直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)，旨在降低在ISS高氧環(huán)境下產(chǎn)生火花的可能性，如圖4所示[17]。

圖4 國(guó)際空間站使用的吸塵器[17]Fig.4 Vacuum cleaner on the ISS

3.1.3 吸附式顆粒濾池

在空間站可以應(yīng)用的空氣清潔方法中，吸附式顆粒濾池是最簡(jiǎn)單的方法，包括HEPA、ULPA、活性炭、靜電吸附等類(lèi)型。在這些方法中，比較有效的是HEPA、ULPA，在造成20～50 mmAq壓降的條件下，HAPA的過(guò)濾效率可以達(dá)到99.97%，ULPA 的效率可以達(dá)到99.999%[18-19]。雖然這些吸附過(guò)濾方法可以過(guò)濾微生物，但是卻無(wú)法殺死微生物，而是將微生物留在濾材中，這就需要定期更換濾材，提高飛船運(yùn)行成本。為此，人們?cè)谠O(shè)備中加入了紫外線進(jìn)行殺菌，為了提高殺菌效率，這類(lèi)裝置的過(guò)濾介質(zhì)與氣流方向成一個(gè)較小銳角，可以增大其被紫外線照射的面積和過(guò)濾面積，但是由于暴露在紫外線下的時(shí)間不夠長(zhǎng)，還是難以清除微生物。即使使用高能紫外線，過(guò)濾介質(zhì)中的微生物仍然會(huì)因?yàn)樽贤饩€照射不到而存活下來(lái)。一些空氣過(guò)濾裝置采用了臭氧滅菌的方式，但是在密閉艙室中，臭氧作為污染物，無(wú)法使用。為了進(jìn)一步提高過(guò)濾介質(zhì)殺菌效果，可在過(guò)濾介質(zhì)上覆蓋一層殺菌材料，或是在介質(zhì)被一層紫外線激活的金屬氧化物晶體覆蓋。金屬氧化物晶體被激活后，可以氧化分解各種化學(xué)和生物物質(zhì)[20]。

3.2 來(lái)自航天員的微生物的控制

3.2.1 顆粒物及細(xì)小垃圾處理

作為航天器中主要微生物的來(lái)源，航天員攜帶著大量微生物。而且國(guó)際空間站上存在大量的塵埃顆粒，人類(lèi)是這些塵埃主要的來(lái)源(通過(guò)皮膚脫落、打噴嚏、咳嗽、進(jìn)食、運(yùn)動(dòng)等)，這些塵埃顆粒帶有大量微生物[3]。這些航天員散播到空氣中的微生物主要由空氣過(guò)濾裝置除去。

3.2.2 排泄物處理

人在航天器中的新陳代謝活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生汗液、尿液以及糞便等排泄物。這些排泄物中都是微生物容易生長(zhǎng)的環(huán)境，而且排泄物中可能攜帶著致病菌，必須對(duì)排泄物進(jìn)行收集和處理。NASA一項(xiàng)叫做《Solid And Liquid Waste Drying Bag》[21]的專(zhuān)利中，干燥袋包括一個(gè)氣體和液體都無(wú)法透過(guò)的外層和一個(gè)只能透過(guò)氣體的內(nèi)層，固體廢物進(jìn)入內(nèi)袋后，其中的液體通過(guò)蒸發(fā)變成蒸汽，進(jìn)入內(nèi)袋和外袋之間的夾層。之后再將蒸汽抽離，通過(guò)這樣的方法將固體廢物中的水提取出來(lái)；水進(jìn)入水處理系統(tǒng)，固體廢物則密封后由補(bǔ)給船運(yùn)回地面；上完廁所后，航天員用濕巾清潔廁所，然后將濕巾放在旁邊的一個(gè)容器中，以防止污染。

3.2.3 航天員身體清潔

航天員在空間站如果長(zhǎng)時(shí)間不洗澡，身上難免會(huì)有細(xì)菌滋生，而且也會(huì)產(chǎn)生異味。為了避免這樣的情況，航天員通常先用蘸有清潔液的毛巾擦拭，之后用蘸有清水的毛巾擦拭，來(lái)清理皮膚表面[22]。

3.3 艙內(nèi)材料表面微生物的預(yù)防和清除措施

3.3.1 控制液態(tài)水在艙內(nèi)表面附著

NASA對(duì)空間站內(nèi)表面微生物衛(wèi)生清潔規(guī)定是不大于10000 CFU/m2[10]。載人航天器的內(nèi)表面上懸掛著各種儀器設(shè)備，這使得一旦發(fā)生微生物污染，清理將變得十分困難。在長(zhǎng)期載人航天器的設(shè)計(jì)中，要盡可能消除通風(fēng)不暢的區(qū)域，對(duì)一些低溫面進(jìn)行保溫處理避免水汽凝結(jié)，微生物滋生。因此在進(jìn)行航天器艙內(nèi)設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理時(shí)，要控制空氣相對(duì)濕度及均勻度，防止?jié)駳庠谀承┎课环e累并形成冷凝水，即控制水的積累，包括濕度控制、水漏出控制和冷凝水控制。

3.3.2 艙內(nèi)使用抑菌材料

在載人航天器的材料使用上也要十分慎重，對(duì)空間站上所使用的材料進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，盡可能使用具有良好抗菌防霉性能的材料。因此，首先要根據(jù)材料的抗菌防霉特性，禁止或限制使用抗菌防霉性能差的材料，以減少微生物的生長(zhǎng)。其次，對(duì)所選用的材料進(jìn)行抗菌防霉處理，提高材料的抗菌防霉性能，減緩微生物的生長(zhǎng)。例如，銀離子對(duì)于微生物的生長(zhǎng)有很強(qiáng)的抑制作用，只需微量銀離子即可殺滅微生物，在復(fù)合材料中添加銀，或者一些材料表面覆蓋一層銀，即可得到有良好抑菌性能的材料。與此類(lèi)似，將其他小分子殺菌劑復(fù)合在材料中也可以提高材料的抑菌性能。例如經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明高分子聚合材料表面微生物的數(shù)量高于金屬材料，通過(guò)前述方法即可抑制高分子聚合材料表面的微生物。另外除了在材料中添加小分子殺菌劑以外，也可以在材料表面涂布一層超疏水層，通過(guò)減少材料表面水的含量來(lái)抑制微生物生長(zhǎng)。Guridi等提出了一種由銀和釕組成的表面涂層AgXX?，該涂層材料已經(jīng)成功通過(guò)了國(guó)際空間站使用測(cè)試[23-24]。該材料的抗菌效果優(yōu)于傳統(tǒng)銀涂層，避免了高濃度銀離子對(duì)真核細(xì)胞的毒副作用，使用壽命長(zhǎng)，而且無(wú)須外加能量。

3.3.3 艙內(nèi)檢測(cè)及定期清潔

目前，國(guó)際空間站上使用了一種“電子鼻”裝置，用來(lái)測(cè)試材料表面的微生物沉降，可以發(fā)現(xiàn)未形成菌斑的微量微生物，預(yù)防大塊菌斑腐蝕的形成[25]。另外，如果發(fā)生微生物污染，國(guó)際上在空間站采用的材料表面微生物菌斑清除的方法主要為用濕巾或棉簽擦拭。不論是之前的和平號(hào)空間站還是正在運(yùn)行的國(guó)際空間站，進(jìn)行艙室清潔的頻率均為一周一次，通過(guò)這樣的清潔工作來(lái)降低艙室內(nèi)微生物水平。目前國(guó)際空間站美國(guó)艙段在清潔過(guò)程中使用的主要是6種消毒濕巾、去污劑和擦布等消耗品(需要通過(guò)貨運(yùn)飛船進(jìn)行補(bǔ)充)[26]。艙室內(nèi)的消毒劑主要采用的是雙季銨鹽殺菌劑和過(guò)氧化氫的混合物[8]。季銨鹽類(lèi)很早即在醫(yī)學(xué)外科或食品加工方面用作消毒劑，對(duì)其進(jìn)行的研究表明雙季銨鹽殺菌劑具有殺菌速度快，藥效時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在雙季銨鹽殺菌劑的殺菌實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了，30 mg/L的雙季銨鹽作用四小時(shí)后殺菌率在94%以上，48 h之后，滅菌率達(dá)到99%以上，具有持續(xù)效果。另外，季銨鹽是陽(yáng)離子表面活性劑，對(duì)物體表面的細(xì)菌污垢有剝離能力[27]。但是并非艙內(nèi)的所有部位或表面都可以用濕巾或棉簽進(jìn)行清潔消毒，如一些死角、機(jī)箱背板及設(shè)備內(nèi)部[28]。

4 空間站艙內(nèi)微生物在軌防控的建議

4.1 空間站設(shè)計(jì)

當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始了空間站設(shè)計(jì)和構(gòu)建。為了能夠有效控制空間艙內(nèi)的微生物，降低微生物污染，建議我國(guó)空間站在設(shè)計(jì)時(shí)考慮：

1)內(nèi)壁采用一些抗菌防腐蝕的材料，提高微生物在艙室內(nèi)壁附著生存的難度；

2)減小艙室內(nèi)壁低溫面的總面積，對(duì)設(shè)計(jì)上必須存在的低溫面進(jìn)行處理，可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)低溫面溫度、處理?xiàng)l件、艙室內(nèi)濕度等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，研究低溫面最小水汽析出條件，以在實(shí)際運(yùn)行時(shí)控制溫濕度；

3)合理設(shè)計(jì)艙內(nèi)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，使其能及時(shí)過(guò)濾空氣中的懸浮顆粒，并減少通風(fēng)死角；

4)對(duì)于易滋生微生物的表面做好防護(hù)處理。

4.2 運(yùn)行期間微生物清潔控制

在我國(guó)空間站的運(yùn)行過(guò)程中，需要定期對(duì)易滋生微生物的表面做好防護(hù)處理，并定期清潔。同時(shí)應(yīng)在艙內(nèi)材料表面的菌斑清除后及時(shí)對(duì)材料表面進(jìn)行修護(hù)處理，防止其再次發(fā)生腐蝕。微生物以非常復(fù)雜的方式與材料相互作用，微生物腐蝕產(chǎn)生的不是單一形式的局部腐蝕，可造成包括點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、沉積膜下腐蝕以及選擇性腐蝕的綜合性腐蝕，提高應(yīng)力腐蝕敏感性，還能增加電偶腐蝕和沖刷腐蝕[29-30]，而且微生物還可以破壞金屬材料表面有保護(hù)性的非金屬覆蓋層的穩(wěn)定性。同時(shí)，被微生物腐蝕過(guò)的材料部位，由于微生物的代謝產(chǎn)物破壞了原來(lái)材料表面的鈍化層，打破了鈍態(tài)層的穩(wěn)定性[31]，腐蝕后產(chǎn)生的微孔使得水汽更加容易凝聚在腐蝕區(qū)，這些都更加有利于微生物再次附著生存，如果不對(duì)材料腐蝕部位進(jìn)行修護(hù)，只是將菌斑進(jìn)行清除，發(fā)生過(guò)腐蝕現(xiàn)象的材料部位會(huì)更容易再次發(fā)生腐蝕。

國(guó)際空間站上采取的清除微生物菌斑的措施主要是用消毒濕巾或者棉簽擦拭，然而采用濕巾或者棉簽擦拭方法很難觸及背板和縫隙中的菌斑，且消耗性材料使用較多，工作量大，也無(wú)法有效快速地殺滅菌斑和修復(fù)發(fā)生腐蝕的材料表面。需要建立更簡(jiǎn)單易行的艙室內(nèi)材料表面菌斑清除效率與材料修護(hù)設(shè)備和方法。俄羅斯、美國(guó)已經(jīng)意識(shí)到航天器材料表面微生物防控的重要性，正在加緊研制載人航天器艙內(nèi)材料表面菌蝕斑在軌清除和材料表面修護(hù)技術(shù)。

4.3 材料表面菌斑定向清除設(shè)備

我國(guó)即將建成空間站，為有效控制載人航天器艙室內(nèi)微生物污染和材料腐蝕問(wèn)題，北航劉紅等借鑒國(guó)際空間站在微生物方面的經(jīng)驗(yàn)，研制了模擬空間艙室特殊環(huán)境材料生物安全實(shí)驗(yàn)箱，對(duì)空間環(huán)境中的材料生物腐蝕進(jìn)行模擬研究[32]。針對(duì)現(xiàn)有的方法很難觸及背板和縫隙中的菌斑，消耗性材料使用較多，且工作量大，不能快速有效地殺滅菌斑的問(wèn)題，提出了“艙室內(nèi)材料表面菌斑定向清除設(shè)備”等設(shè)備設(shè)計(jì)方案[33-35]，研制了地面實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。但是尚須開(kāi)展大量研究，對(duì)利用其對(duì)空間艙室微生物清除及腐蝕斑修護(hù)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和完善，建立可用于空間微重力條件下使用的材料表面菌斑清除和修護(hù)技術(shù)和設(shè)備。

5 結(jié)論

1)空氣流動(dòng)性差、潮濕及人體皮膚接觸較多的地方易滋生微生物。

2)使用空氣過(guò)濾系統(tǒng)和便攜式除菌設(shè)備清除空氣中的微生物。

3)清理人體產(chǎn)生的排泄物和細(xì)小顆粒抑制微生物來(lái)源。

4)控制水的積累，使用抑菌材料并定期進(jìn)行艙內(nèi)清潔減少適宜微生物滋生的艙室內(nèi)表面環(huán)境。