国際宇宙ステーションで行われた実験は、宇宙飛行士を宇宙放射線から守る強力な菌類の可能性を実証しました。この菌類は、地球上で最も過酷な場所の一つ、廃墟となったチェルノブイリ原子力発電所で既にその実力を証明しています。
銀河宇宙放射線は、人類が宇宙に持続的に存在することに対する厄介な障害であり続けている。
この未解決の問題は、NASAのアルテミス月面着陸計画が2024年に予定され、火星への有人ミッションや火星植民地の建設が約束されていることから、やや緊急性を帯び始めています。例えば、赤い惑星への360日間の往復旅行では、防護服のない宇宙飛行士は生涯許容被曝量の3分の2、つまり662ミリシーベルトに被曝することになり、致死的な癌を含む多くの健康リスクにさらされることになります。
科学者や技術者は、この問題に対処するため、スタートレックのような偏向シールドや、火星の埃っぽい表土から放射線を遮蔽するレンガを製造する提案など、さまざまな解決策を提案している。
しかし、プレプリントbioRxivにアップロードされた新しい研究が指摘しているように、Cladosporium sphaerospermumとして知られる極限環境菌類の形で、既製の解決策がすでに存在している可能性がある。
科学者たちは1886年にこの生物を初めて発見し、その後、損傷したチェルノブイリ原子力発電所の冷却プールを含む放射能環境で生育していることが確認されています。冷却プールでは、放射線レベルが通常の環境レベルより3～5桁も高くなります。C. sphaerospermumはメラニン色素を持つ放射性栄養菌で、放射性エネルギーを化学エネルギーに変換できる生物です。この変換は、細胞壁内のメラニン色素を用いて行われます。奇妙に聞こえるかもしれませんが、これは植物が可視光線から有用なエネルギーに変換する光合成に似ています。
「メラニンは、真菌が放射線の有害な影響から身を守る方法でもある可能性があり、エネルギープラスの『副作用』により、真菌は放射能環境に理想的な生息地を見つけるようになったと考えられます」と、研究の共著者でNASAエイムズ研究センターの科学者であるニルス・アヴェレッシュ氏は電子メールで説明した。
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この菌類の放射線に対する異常な欲求に着目し、アヴェレシュの共著者であるグラハム・シュンクとザビエル・ゴメス（Higher Orbitsの「Go for Launch!」プログラム（STEM分野を推進する非営利団体）の元高校生）らは、この菌類が宇宙空間でどれだけの放射線を吸収するかを調べる実験を考案した。彼らはまた、この菌類が放射線遮蔽材の媒体として適しているかどうかも評価しようとした。
「生物が放射線を利用するならば、宇宙空間においても放射線に対する耐性と低減能力を持つはずだと彼らは仮説を立てました」とアヴェレシュ氏は述べた。「彼らは、宇宙空間における放射線を用いてこの仮説を検証する実験の構想を考案し（宇宙放射線は地球上の放射能環境とは全く異なるため）、ハイアー・オービッツ財団から助成金を獲得しました。」
この実験の会場として選ばれたのは、火星の表面と似たような独特の放射線環境を備えた国際宇宙ステーションです。
実験では、ペトリ皿を半分に分け、片側にC. sphaerospermumを、もう片側を陰性対照として配置した。菌類は30日間培養され、その間、ガイガーカウンターで110秒ごとに放射線レベルを測定した。その結果、菌類は低軌道の微小重力環境に適応し、入射する放射線を頼りに生存できることが示された。さらに、実験では、厚さ1.7ミリメートルの菌類の増殖層、つまり研究者らが「菌の芝生」と表現した層が、陰性対照と比較して入射する放射線を1.82%から5.04%程度遮断することが示された。
「この誤差（範囲）は、この値を数学的に決定する際の不確実性によるものです」とアヴェレシュ氏は述べた。「これは宇宙飛行士を十分に保護するには不十分ですが、実体放射線シールドのさらなる開発に向けた出発点となります。」
「この実験で、菌類が地球上の電離放射線だけでなく、宇宙でも繁殖できることを証明できました」とアヴェレシュ氏は述べた。「菌類は放射線によって死滅しないだけでなく、測定されたスペクトルの放射線を実際に減少させるのです。」
研究者らは、厚さ8.2インチ（21センチメートル）の菌類の芝生は「火星表面の放射線環境の年間線量相当量をほぼ打ち消すことができる」と論文で述べている。そのため、C. sphaerospermumは「最も効果的な放射線減衰剤の一つ」と評価されており、宇宙飛行士を銀河宇宙放射線から守るための有望な候補となっていると研究者らは述べている。
さらなる利点として、この菌は自己維持・自己複製能力を持つ基質であり、ごく微量の放射線やバイオマスでも生存可能です。また、有機廃棄物など、様々な炭素源で培養することも可能です。
「これにより、火星に持ち込まなければならない遮蔽材の量が大幅に削減されます。火星ミッションのシナリオでは、アップマスが非常に制限的であるため、これがおそらく最もエキサイティングな点です」とアヴェレッシュ氏は説明した。
https://gizmodo.com/humans-will-never-colonize-mars-1836316222
アヴェレッシュ氏は、宇宙放射線の問題を単一の解決策で解決できる可能性は低いが、この菌類は多成分システムの一部として使用できる可能性があると述べた。菌類は人体に無害だが、微生物は二重壁内で培養できるため、少なくとも被曝量は最小限に抑えられるだろうと彼は述べた。
この潜在的な解決策への有望なスタートですが、さらなる実験とデータが必要です。今後、アヴェレッシュ氏は、査読付き科学誌への論文投稿に向けて、「研究のデータと知見を強化するため」に、真菌の増殖を用いたさらなる試験を実施したいと考えています。
この解決策が実際に機能するなら、将来の宇宙探検家たちは、チェルノブイリ原子力発電所内の強烈な放射線に耐えられる菌類の存在を念頭に置くべきだろう。奇妙な安心感を覚える。
