Микроскопическое изображение образца, имитирующего лунную пыль.
Как NASA готовится вновь отправить астронавтов на Луну впервые за более чем 50 лет, новое исследование, проведенное Университетом Технологий Сиднея (UTS), показало, что лунная пыль менее опасна для клеток легких человека, чем ранее предполагалось, и значительно менее токсична, чем обычное загрязнение воздуха на Земле.
Исследование, возглавляемое UTS и опубликованное в журнале Life Sciences in Space Research, предоставляет обнадеживающие данные для предстоящих миссий Artemis, целью которых является создание долгосрочного человеческого присутствия и базы на Луне.
Ведущий исследователь и кандидат наук UTS Микаэла Б. Смит изучила влияние наиболее точных новейших симулянтов лунной пыли на клетки человеческих легких в лабораторных условиях. Она сравнила их воздействие с частицами воздуха, собранными на оживленной улице в Сиднее.
Смит отметила, что здоровье астронавтов вызывало опасения после миссий Аполлона, когда члены экипажа сталкивались с респираторными проблемами.
Исследование показало, что, хотя резкая и абразивная лунная пыль может выступать в роли физического раздражителя, она не наносит такого же серьезного клеточного повреждения или воспаления, как земляная пыль из городских условий. "Важно различать физический раздражитель и высокотоксичное вещество," — сказала Смит.
"Наши результаты показывают, что, хотя лунная пыль может вызвать некоторое немедленное раздражение дыхательных путей, она, по-видимому, не представляет опасности для хронических, долговременных заболеваний, таких как силикоз, который вызывается такими материалами, как кремнеземная пыль".
Во время миссий Аполлона, основной путь воздействия произошел после выхода за пределы космического корабля. "Когда астронавты возвращались в свой спускаемый аппарат, мельчайшая пыль, прилипшая к их космическим костюмам, поднималась в воздух в замкнутом пространстве и затем вдыхалась, что приводило к респираторным проблемам, чиханию и раздражению глаз," — пояснила Смит.
"Любая пыль, если вы ее вдыхаете, вызывает чихание, кашель и некоторый физический дискомфорт. Но она не так токсична, как кремнезем, который приводит к силикозу у строителей, работающих на строительной площадке десять лет. Это не будет чем-то подобным," добавила Смит.
Исследование сосредоточилось на мелких частицах пыли (≤2,5 микрометра), которые достаточно малы, чтобы обойти природные защитные механизмы организма и проникать глубоко в нижние дыхательные пути легких. В работе использовались два разных типа клеток легких, представляющие верхнюю (бронхиальную) и нижнюю (альвеолярную) области легких.
Результаты показали, что земная пыль вызывает более выраженный воспалительный эффект и более токсична для клеток, чем симулянты лунной пыли. В статье предполагается, что основным механизмом токсичности лунной пыли является механическое повреждение, вызванное неровной формой и шероховатыми краями частиц по мере их усвоения клетками. Критически важно, что лунные симулянты не вызывали значительного окислительного стресса — ключевого механизма химического повреждения, часто связанного с токсичностью мелких частиц.
"Это, вероятно, означает, что если воздействие происходит на уровнях, характерных для загрязнения воздуха на Земле, риски для здоровья были бы минимальными," — подчеркивают авторы в статье.
Хотя полученные результаты снижают один из критических факторов риска, NASA все еще серьезно относится к угрозе воздействия пыли. Смит, недавно посетившая Центр космических полетов имени Джонсона NASA в Хьюстоне, наглядно увидела новые инженерные решения.
"Теперь они разработали костюмы таким образом, что они фактически прикреплены к внешней стороне ровера," — сказала она. "Астронавт будет входить и выходить из него изнутри, а костюм никогда не попадет внутрь, что предотвращает загрязнение внутренней среды кабины пыльным костюмом."
"Хотя это исследование помогает снизить беспокойство по поводу одного критического рискового фактора, важно отметить, что NASA продолжает серьезно относиться к воздействию пыли и разрабатывать надежные стратегии ее снижения," — добавил Смит.
Исследование стало основой для работы Смит над диссертацией, в которой изучается следующая граница космического здоровья: влияние микрогравитации на функцию легких.
В лаборатории она использует специализированное вращающее устройство для имитации невесомости, наблюдая, как это влияет на клеточную структуру и функции легких с течением времени.
Научный руководитель Смит и соавтор исследования, выдающийся профессор Брайан Оливер из UTS и Института медицинских исследований Вулкока, отметил, что эта основополагающая работа по лунной пыли дает больше уверенности в следующем грандиозном шаге человечества.
"Полученные результаты способствуют обоснованию безопасности возвращения людей на Луну. Это исследование ставит нашу исследовательскую группу из UTS в авангард области космических наук о жизни, устанавливая нас как ключевых участников этой важной сферы исследований, особенно в Австралии," — сказал Оливер.
