Khi các phi hành gia chuẩn bị cho các nhiệm vụ dài ngày lên Mặt trăng và sao Hỏa, việc duy trì sự sống của con người ở những nơi cách xa Trái đất sẽ phụ thuộc vào việc giải quyết hàng loạt thách thức công nghệ.

Mới đây, một nhóm nghiên cứu đã thực hiện trong phòng thí nghiệm nhằm thử nghiệm phương pháp giặt quần áo không cần nước trong không gian bằng cách sử dụng các tia plasma siêu tích điện cho thấy kỹ thuật này mang lại hiệu quả.

Trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), các phi hành gia thường mặc các bộ trang phục cho đến khi chúng quá bẩn trước khi vứt bỏ như rác thải. Những trang phục này sẽ bốc cháy trong khí quyển Trái đất khi quay trở lại hành tinh xanh. Dù có các quy trình làm sạch nghiêm ngặt trên ISS nhưng các mẫu vật lấy từ những vị trí như tay vịn và lỗ thông gió đã cho thấy mật độ vi sinh vật dày đặc trên các bề mặt tưởng chừng như sạch sẽ, thậm chí một số vi sinh vật còn thích nghi để phát triển mạnh trên bề mặt kim loại.

Trong khi đó, các sứ mệnh dài ngày trong tương lai lên Mặt trăng hoặc sao Hỏa sẽ không có được sự hỗ trợ thường xuyên từ Trái đất nên cần phải có cách "giặt giũ trong không gian" bền vững.

Mặc dù hầu hết vi sinh vật vô hại, thậm chí còn có lợi nhưng các nghiên cứu phát hiện một số thích nghi với áp lực của chuyến bay vũ trụ và hoạt động khác đi trong môi trường không trọng lực, có khả năng gây bệnh, thậm chí làm hỏng các hệ thống của tàu vũ trụ bằng cách ăn mòn các bề mặt kim loại.

Việc khử trùng những "vật dụng mềm" nhiều lớp đặc biệt khó khăn trong không gian, nơi nguồn nước hạn chế khiến việc giặt giũ thông thường trở nên không khả thi. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm sử dụng tia plasma để làm sạch quần áo mà không cần nước.

Gabe Xu, Giáo sư tại Đại học Alabama, người dẫn đầu thí nghiệm trong phòng thí nghiệm cho biết, nhiều chất khử trùng thường được sử dụng trên Trái đất, chẳng hạn như Lysol, không phù hợp với các sứ mệnh không gian, nơi các giọt nhỏ trong không khí và khói hóa chất có thể tồn tại lâu trong môi trường kín và gây nguy hiểm cho sức khỏe của phi hành đoàn.

Trong thí nghiệm trên, GS Gabe Xu và nhà vi sinh vật học Chelsi Cassilly - kỹ sư bảo vệ hành tinh tại NASA đã thử nghiệm xem liệu tia plasma có phải là giải pháp thích hợp để giặt giũ trong không gian hay không.

Theo đó, nhóm nghiên cứu đã cắt một chiếc áo phông cotton thông thường thành những mẫu nhỏ và cấy vi khuẩn Staphylococcus caprae vào đó. Staphylococcus caprae là một loại vi khuẩn phổ biến trên da, cũng đã được phát hiện trên ISS. Sau đó, sử dụng một thiết bị có kích thước bằng điện thoại di động, họ đã chiếu tia plasma lên các mẫu để kiểm tra hiệu quả tiêu diệt vi khuẩn. Kết quả cho thấy phương pháp này tiêu diệt vi khuẩn hiệu quả hơn các phương pháp hiện đang được sử dụng trên ISS, bao gồm hút bụi khô và lau bề mặt bằng hóa chất.

Khi chiếu lên vải, plasma tạo ra các loại oxy và nitơ có tính phản ứng cao, thẩm thấu vào các sợi vải và phá vỡ màng tế bào vi khuẩn. Trong các thử nghiệm kéo dài từ 30 giây đến 5 phút, phương pháp này không gây ra bất kỳ hư hại đáng kể nào cho các sợi vải.

Nhóm chuyên hiện mở rộng nghiên cứu để thử nghiệm thêm các loài vi sinh vật khác được biết tới với phát triển mạnh trong môi trường sống của con người và trên tàu vũ trụ.