अंतरिक्ष यात्रा के लिए स्वच्छ जल का संरक्षण

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अंतरिक्ष यात्रा के लिए स्वच्छ जल का संरक्षण

सभी खातों के अनुसार, पृथ्वी से परे ब्रह्मांड एक विशाल, एकाकी और बंजर स्थान है। हालांकि, जहां भी मनुष्य यात्रा करते हैं, प्रचुर मात्रा में माइक्रोबियल जीवन जारी रहेगा।

अपनी तरह के पहले अध्ययन में, एरिज़ोना स्टेट यूनिवर्सिटी बायोटेक्नोलॉजी सेंटर, सेंटर फॉर बेसिक एंड एप्लिकेबल माइक्रोबायोलॉजी के प्रमुख लेखक गिजियन यांग और अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) के उनके सहयोगी।

जबकि आईएसएस पेयजल प्रणाली की ऐतिहासिक निगरानी सांस्कृतिक और स्वतंत्र (आनुवंशिक अनुक्रमण) विधियों के माध्यम से मौजूदा माइक्रोबियल प्रजातियों की पहचान करने पर केंद्रित है, यह केवल माइक्रोबियल पहचान दृष्टिकोणों के लिए माइक्रोबियल समुदायों के कामकाज की भविष्यवाणी करने के लिए चुनौतीपूर्ण है। मिशन-क्रिटिकल स्पेस लाइफ सपोर्ट सिस्टम और अंतरिक्ष यात्री स्वास्थ्य की अखंडता को संरक्षित करने के लिए माइक्रोबियल फ़ंक्शन को समझना महत्वपूर्ण है।

यांग और उनकी टीम द्वारा किए गए वर्तमान अध्ययन ने कई वर्षों में एकत्रित आईएसएस पेयजल प्रणाली से पानी में फैले जीवाणु अलगाव के प्रमुख कार्यात्मक गुणों का पता लगाया। इस अध्ययन का उद्देश्य हमारे ज्ञान का विस्तार करना है कि अंतरिक्ष यात्रियों के स्वास्थ्य और अंतरिक्ष निवास स्थान की अखंडता के लिए महत्वपूर्ण माइक्रोबियल गुण अंतरिक्ष यात्रा के माइक्रोग्रैविटी वातावरण के दीर्घकालिक जोखिम के दौरान कैसे बदल सकते हैं। यह एक महत्वपूर्ण मुद्दा है जिसे माइक्रोबियल संदूषकों के लिए माइक्रोबियल अनुकूलन के रूप में संबोधित करने की आवश्यकता है, जो बैक्टीरिया के गुणों को नाटकीय रूप से बदलने के लिए दिखाए जाते हैं, जिसमें आईएसएस की पीने के पानी की प्रणाली में बायोफिल्म्स नामक घने जीवाणु समुच्चय बनाने की क्षमता भी शामिल है।

सूक्ष्मजीवों के कार्य और व्यवहार की जांच वैज्ञानिक समुदाय में रुचि प्राप्त कर रही है क्योंकि इस प्रकार के अध्ययन इस बात की अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं कि व्यावहारिक संदर्भों में सूक्ष्मजीव एक दूसरे और उनके पर्यावरण के साथ कैसे बातचीत करते हैं। इस तरह के शोध पृथ्वी पर अंतरिक्ष और जल प्रणालियों के लिए माइक्रोबियल जोखिम का आकलन करने के लिए महत्वपूर्ण दिशानिर्देश प्रदान करने में मदद करेंगे।

पॉलीमिक्रोबियल संबंध जटिल हैं और समय के साथ स्थिर नहीं होंगे, “यांग कहते हैं। हमारा अध्ययन लंबी अवधि के माइक्रोबियल इंटरैक्शन को समझने के लिए कई वर्षों में आईएसएस जल प्रणाली से बरामद बैक्टीरिया के एकल और कई प्रजातियों के गहन फेनोटाइपिक विश्लेषण प्रदान करता है। और माइक्रोग्रैविटी पर्यावरण के अनुकूल। हमारे अध्ययन के परिणाम अंतरिक्ष में और पृथ्वी पर मानव निर्मित वातावरण के माइक्रोबियल जोखिम आकलन में सुधार कर सकते हैं। “

यांग के साथ एएसयू के सहयोगी जेनिफर बारिला, ओलिविया किंग और चेरिल निकर्सन थे, और टेक्सास स्टेट यूनिवर्सिटी के सह-संपादक नासा जॉनसन स्पेस सेंटर के रॉबर्ट जेसी मैकलीन और मार्क ओड और रेबेका ब्रूस थे।

टीम के निष्कर्ष एनपीजे बायोफिल्म्स और माइक्रोबायोम के वर्तमान अंक में दिखाई देंगे।

जीवन का तरल

जल पृथ्वी और अंतरिक्ष में जीवन देने वाला और अपरिहार्य पदार्थ है। अंतरिक्ष यात्रा के दौरान, पीने और बुनियादी स्वच्छता के लिए स्वच्छ पानी की आपूर्ति आवश्यक है, लेकिन अंतरिक्ष यात्रियों को विश्वसनीय आपूर्ति प्रदान करने में चुनौतियां मजबूत हैं, हर बूंद का सावधानीपूर्वक प्रबंधन किया जाता है।

नासा के अनुसार, आईएसएस पर पानी को रीसायकल करने की क्षमता के बिना, आईएसएस पर अपने प्रवास की पूरी अवधि के लिए चार कर्मचारियों को उच्च लागत पर फिर से आपूर्ति करने के लिए प्रति वर्ष 40,000 प्रति वर्ष पृथ्वी से लेना होगा।

आईएसएस में जल उपचार प्रणाली को पर्यावरण नियंत्रण और जीवन समर्थन प्रणाली कहा जाता है, जिसका उपयोग तीन चरणों की प्रक्रिया में अपशिष्ट जल के उपचार के लिए किया जाता है। कणों और मलबे को हटाने के लिए प्रारंभिक निस्पंदन के बाद, पानी कई निस्पंदन बेड से होकर गुजरता है जिसमें ऐसी सामग्री होती है जो कार्बनिक और खनिज संदूषकों को हटाती है। अंत में, एक उत्प्रेरक ऑक्सीकरण भट्टी वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों को हटाकर सूक्ष्मजीवों को मार देती है।

यद्यपि इस प्रकार के परिष्कृत जीवन समर्थन प्रणालियों को इस महत्वपूर्ण संसाधन के संदूषण को रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जीवाणु समुदायों ने कई निवारक उपायों को विफल करने में बहुत लचीलापन दिखाया है, कुछ आईएसएस जल बायोफिल्म पूरे बायोफिल्म बनाते हैं।

वर्तमान अध्ययन में, नासा द्वारा संग्रहीत बैक्टीरियल आइसोलेट्स में माइक्रोबियल गतिविधि को आईएसएस पेयजल प्रणाली से कई वर्षों तक एकत्र किया गया था। जीवाणु प्रजातियों को एंटीबायोटिक प्रतिरोध, बायोफिल्म संरचना और संरचना, चयापचय और हेमोलिसिस (लाल रक्त कोशिकाओं को कम करने की क्षमता) के लिए वर्णित किया गया है।

छोटा और मजबूत

अलग-अलग बैक्टीरिया की छोटी मात्रा के बावजूद जिन्हें नग्न आंखों से नहीं देखा जा सकता है, वे एक ऐसी ताकत हैं, जिन पर विचार किया जाना चाहिए। मनुष्यों में विभिन्न प्रकार के संक्रामक रोगों का कारण बनने की अपनी अनूठी क्षमता के अलावा, बैक्टीरिया अक्सर सतहों पर मिलकर घने, घने समूहों का निर्माण करते हैं जिन्हें बायोफिल्म कहा जाता है, जो एंटीबायोटिक दवाओं द्वारा विनाश के लिए स्वाभाविक रूप से प्रतिरोधी हैं।

बैक्टीरियल बायोफिल्म का वैश्विक सामाजिक-आर्थिक प्रभाव बहुत बड़ा है और यह कई स्वास्थ्य और औद्योगिक समस्याओं का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप पृथ्वी पर अरबों डॉलर का वार्षिक आर्थिक नुकसान होता है। इन समस्याओं में तेल और रासायनिक प्रक्रिया लाइनें, आक्रामक चिकित्सा स्टेंट का बंद होना, संक्रमण पैदा करना और जल स्रोतों को दूषित करना शामिल हैं। इसके अलावा, बायोफिल्म सामग्री की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए आक्रामक जंग का कारण बन सकती है, जिसमें स्टेनलेस स्टील को खराब करने की क्षमता भी शामिल है, जो आईएसएस जल प्रणाली में उपयोग की जाने वाली सामग्री है।

इन कारणों से, बैक्टीरिया का नियंत्रण और जटिल माइक्रोबियल पारिस्थितिक तंत्र में बायोफिल्म निर्माण का प्रबंधन महत्वपूर्ण चुनौतियां हैं, खासकर अंतरिक्ष यात्रा के दौरान।

आईएसएस के भीतर, नासा वाटर रिकवरी सिस्टम लगातार पुनर्नवीनीकरण मूत्र, अपशिष्ट जल और संपीड़न, निस्पंदन, निस्पंदन, उत्प्रेरक ऑक्सीकरण और आयोडीन शुद्धि के माध्यम से पीने का पानी उत्पन्न करता है।

इन प्रयासों के बावजूद, आईएसएस पेयजल प्रणाली से विमान के नमूनों का उड़ान के दौरान विश्लेषण से पता चलता है कि पीने के पानी के लिए नासा के विनिर्देशों से अधिक सूक्ष्मजीव स्तर हैं। इस प्रदूषण के स्रोत मुख्य रूप से जल प्रणाली में अंतर्निहित पारिस्थितिक पौधों के कारण हैं।

आसमान में उच्च जोखिम प्रबंधन

हालाँकि पृथ्वी पर पीने के पानी में पाए जाने वाले कई सूक्ष्मजीव आईएसएस मॉडल में भी पाए जाते हैं, लेकिन इस बात की चिंता है कि अंतरिक्ष पर्यावरण इस अनोखे वातावरण में इन जीवों द्वारा उत्पन्न संभावित खतरों को बढ़ाने के लिए कार्य कर सकता है। विशेष रूप से रुचि माइक्रोग्रैविटी की स्थिति है, जो एक ही शोध दल के सदस्यों द्वारा पहले दिखाए गए कुछ संक्रामक सूक्ष्मजीवों के वायरल और तनाव प्रतिरोध को बढ़ा सकती है, उनकी आनुवंशिक अभिव्यक्ति प्रोफाइल को बदल सकती है और बायोफिल्म निर्माण को बढ़ावा दे सकती है।

इन मुद्दों को मिलाकर अंतरिक्ष यात्री प्रतिरक्षा दमन की विशेषताओं का अनुभव करते हैं क्योंकि वे अंतरिक्ष के वातावरण में समय बिताते हैं, जिससे वे रोगाणुओं द्वारा संक्रमण के लिए अतिसंवेदनशील हो जाते हैं।

वर्तमान अध्ययन के परिणामों से पता चला है कि आईएसएस जल-जनित जीवाणु आइसोलेट्स ने एंटीबायोटिक दवाओं के साथ-साथ बायोफिल्म निर्माण और कार्बन अनुप्रयोग के अनूठे रूपों सहित कई एंटीबायोटिक दवाओं के लिए प्रतिरोध दिखाया। इसके अलावा, बैक्टीरिया आइसोलेट्स में से एक, जिसे बर्गहोल्डरिया के रूप में जाना जाता है, ने हेमोलिटिक गतिविधि को दिखाया, जिसने इसे अंतरिक्ष यात्री के स्वास्थ्य के लिए संभावित चिंता के सूक्ष्म जीव के रूप में अलग कर दिया।

इस अध्ययन में जीवाणु प्रजातियों की परस्पर क्रियाओं को देखने से अद्वितीय व्यवहार पैटर्न का भी पता चला, जिनमें से कुछ इस बात पर निर्भर करते हैं कि नमूने एक ही वर्ष में एकत्र किए गए थे या अलग-अलग वर्षों में। वातावरण। महत्वपूर्ण रूप से, इस पॉलीमिक्रोबियल अध्ययन में पाए जाने वाले गतिशील फेनोटाइप का अकेले अनुक्रमण तकनीकों का उपयोग करके पूरी तरह से भविष्यवाणी नहीं की जा सकती है।

इस अध्ययन के निष्कर्ष विशेष रूप से लंबे समय में अंतरिक्ष यात्रा के लिए सुरक्षित पेयजल सुनिश्चित करने की मजबूत चुनौतियों को दूर करने में मदद करेंगे। इसके अलावा, यह अध्ययन पृथ्वी पर उद्योग के लाभ और सामान्य आबादी की सुरक्षा के लिए पृथ्वी पर इंजीनियरिंग जल प्रणालियों के संचालन में सुधार के बारे में जानकारी प्रदान कर सकता है।

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Source by www.sciencedaily.com

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