Svampar kunde absorbera strålning på ISS. Kan astronauter odla sina egna strålningssköldar i rymden?
Bristen på effektiv strålskydd är en av de största utmaningarna som fortfarande måste övervinnas om människor ska ge sig ut på långvariga resor ut i rymden. På jorden skyddar planetens kraftfulla magnetosfär oss från de dödligaste formerna av strålning – de som produceras av solutbrott och galaktiska kosmiska strålar som anländer på avstånd – som strömmar genom solsystemet. Astronauter på den internationella rymdstationen, cirka 408 km över jorden, får förhöjda strålningsnivåer, men är tillräckligt nära jorden för att de fortfarande får viss avskärmning och kan stanna i omloppsbana i upp till ett år. Detsamma kan inte sägas om astronauter som reser längre ut, till månen, till exempel, eller, en dag, till Mars. Framtida rymdfarare kommer att behöva ta med sig sin egen avskärmning – eller, som en ny tidning föreslår – odla den längs vägen.
Enligt tidningen, publicerad i pre-print format den BioRxiv tidigare denna månad kallas en speciell typ av svampar som trivs i miljöer med hög strålningCladosporium sphaerospermumkunde bilda en levande sköld runt astronauter i rymden. Svampen blockerar inte bara strålning, utan använder den faktiskt för att växa, genom en process som kallas radiosyntes: den drar energi från strålning, precis som de flesta växter drar energi från solljus via fotosyntes.
”Under en period på ett år doseras den genomsnittliga människan på jorden med cirka 6,2 mSv, medan den genomsnittliga astronauten på den internationella rymdstationen (ISS) exponeras för motsvarande cirka 144 mSv; ett år på ett treårigt uppdrag till Mars skulle en astronaut redan ha samlat på sig cirka 400 mSv.”
Graham Shunk et al., BioRxiv .
Dessa strålningsälskande svampar överlever på jorden på extrema platser, som platsen för kärnkraftverket i Tjernobyl i Ukraina. I rymden klarar de sig lika bra. Under 2019 flög forskare några av svamparna till ISS, såg hur de växte under en period av 30 dagar och mätte mängden strålning som passerade genom den, jämfört med ett kontrollprov utan svamp.
Experimentet visade att strålningsnivåerna under en 1,7 mm tjock svampbädd var cirka 2,17 % lägre än kontrollen. Inte bara det, utan svampen växte cirka 21 % snabbare än den gör på jorden, vilket betyder att svamparnas förmåga att fungera som en skyddande sköld för astronauter faktiskt kan bli mer robust ju längre ett uppdrag varar.
Cladosporium sphaerospermum, en radiotrofisk svamp, skulle kunna fungera som en strålningssköld vid djupa rymduppdrag. Bildkredit: Wikimedia Commons, Medmyco.
Det är för tidigt att bli alltför upphetsad över de praktiska tillämpningarna av denna svamp i rymdresor. Teamet uppskattar att på Mars, för att få ner strålningsnivåerna till jordliknande förhållanden, skulle en livsmiljö behöva täckas med ett 2,3 meter tjockt lager av radiosyntetiserande svampar. Samma effekt kan uppnås genom att begrava livsmiljön under 3 meter av Mars-smuts (regolit). Ändå är potentialen för biologiska lösningar på vad som ofta anses vara tekniska utmaningar ett unikt tillvägagångssätt och kan visa sig fruktbart.
För den närmaste framtiden kommer astronauter att förlita sig på mer vardagliga lösningar. När det gäller solutbrott innebär beredskapsplaner skydd bland ett rymdskepps last: ju mer massa mellan astronauterna och den inkommande strålningen, desto säkrare blir de. Det kommande obemannade Artemis 1-uppdraget, som ska lanseras nästa år, är testar en skyddsväst utformad för att minimera de stråldoser som bäraren mottar.
Än så länge är ingen av dessa lösningar idealisk. Det finns mycket arbete kvar att göra för att hålla framtida astronauter säkra. När det är dags, bli dock inte förvånad om en del av lösningen på rymdstrålning innebär att gömma sig under en tjock filt av vänliga svampar.
Lär dig mer: Graham K. Shunk, Xavier R. Gomez, Christoph Kern, Nils J. H. Averesch. ' En självreplikerande strålningssköld för mänsklig utforskning av rymden: Radiotrofiska svampar kan dämpa joniserande strålning ombord på den internationella rymdstationen .” BioRxiv.
Utvald bild: Svamp växer i en glasskål. Wikimedia Commons, Yakuzakorat.