The gray-brown, heavily cratered Moon dominates the frame against black space, with a partially lit crescent Earth setting behind its upper-left edge.
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Astronaut conducts scientific work aboard the International Space Station, floating in microgravity surrounded by equipment and research tools.
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美国国家航天局(NASA)发现:人类相关微生物可能在月球南极存活
A black background with a thin white crescent on the left representing the Earth, and a thin off-white crescent on the right represents the Moon.
A black background with a thin white crescent on the left representing the Earth, and a thin off-white crescent on the right represents the Moon.

内容提要
美国国家航天局(NASA)的研究表明,随人类探索者进入太空的地球微生物可能在月球南极的阴影区域存活。这一发现强调了在人类建立长期月球基地前,需深入了解微生物在极端环境下的持久性,以避免其干扰对月球及火星的科学探测。

原文全文译文

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美国国家航天局(NASA)的科学家表示,一些可能随人类探索者搭便车进入太空的地球(Earth)微生物,或许能在月球(Moon)南极(south pole)区域阴影笼罩的角落和缝隙中存活。

这项研究于2026年8月19日发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上,研究结果强调了深入了解微生物在极端月球环境下持久性的必要性。随着人类在月球上建立永久存在,区分古老的月球化学成分与到访宇航员带来的污染可能会变得困难。科学家们表示,这种担忧不仅限于月球,还延伸到了火星(Mars)。

“人类是天生的探索者,随之而来的是他们的声音、记忆……以及他们的微生物,”戈达德航天中心(Goddard Space Flight Center)的行星(planet)科学家、该研究负责人Prabal Saxena说道。“对于包括我在内的一些科学家来说,这种现实可能令人不安。但它也创造了一个机会,将一种不完美的局面转化为有用的实验。”

携带微生物是不可避免的:例如,人类每块铅笔橡皮大小的皮肤上平均生活着100万个细菌。这些细菌会从航天服和栖息地中散发出来。尽管该论文的作者担心污染会干扰对古代地质或生物学化学线索的搜寻,但他们也主张应将月球用作天然实验室。在南极周围的阴影区域,科学家可以仔细测试微生物在地球上难以复制的环境中生存的真实极限。

作者指出,在进行任何表面科学研究之前,科学家需要对人类带来的污染物进行基线测量。

“我们需要了解在我们到达之前那里有什么,因为当我们前往火星寻找地球以外的生命迹象时,我们要确保那不是我们带去的物质,”NASA戈达德航天中心的论文合著者、负责月球样本污染控制的科学家Andrew Needham说道。

即使有严格的灭菌程序,一些生物体依然顽强地存活下来。一个很好的例子是黑曲霉(Aspergillus niger),这是一种在家庭浴室以及供暖、通风和空调(air conditioning)系统中等温暖潮湿的地方茁壮成长的真菌。宇航员已经在国际空间站(International Space Station)内对其进行了采样,实验证明该真菌也能在空间站外存活。黑曲霉是本研究选定的五种微生物(包括细菌和真菌)之一,因为它在航天环境中具有已知的韧性。

微生物在空间站外部存活令科学家感到惊讶。据约翰逊空间中心(Johnson Space Center)的地球微生物学家Aaron Regberg称,这些物种通常不被认为是能承受真空等恶劣条件的“极端微生物”。

“我本以为这些微生物会干枯死亡,”研究空间站细菌并担任该论文合著者的Regberg说。

他指出,NASA经常在华氏400度以上的高温下烘烤机器人航天器,以减少其上的活生物体数量。但这在宇航员身上是无法实现的,因此在载人探索月球南极环境时,污染问题具有了新的意义。

通过了解阳光在两极的行为,可以更清晰地了解微生物可能在哪里存活。本研究中的“存活”是指微生物至少能存活一个地球日(earth day),这并不意味着它能够生长和繁殖。

由于月球的轴倾角非常小,从其两极看去,太阳似乎悬浮在地平线之上,像放在桌子上的手电筒一样掠过表面。因此,地表的高处,包括环形山(crater)脊、山脉甚至小凸起,都会阻挡光线到达低洼地形。这产生了阴影区域,可以保持低温并保存水分,同时保护脆弱的分子和可能的微生物免受致命辐射。

考虑到这一科学背景,研究团队着手测试哪些地球微生物可以在极端极地条件下存活。他们重点研究了航天环境中常见的生物以及人类皮肤上常见的生物。除了黑曲霉,这些生物还包括枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurans)以及几种镰刀菌(Fusarium)。基于对以往研究的分析,科学家们记录了每种生物体所能承受的最大热量和紫外辐射(UV radiation)。

随后,这些生物体在模拟月球南极附近的三个区域——Nobile Rim、Connecting Ridge和De Gerlache Rim——进行了测试。这些模拟使用了由NASA月球勘测轨道飞行器(Lunar Reconnaissance Orbiter)上的仪器收集的高程和温度数据构建的详细环境地图,并结合了辐射如何撞击表面的模型。

模型显示了“可存活生态位”的地图,其大小从数英里宽的环形山底(crater floor)到宇航员的靴印不等。对紫外辐射抵抗力最强的黑曲霉,甚至能够在有一定阳光照射的区域存活。紫外辐射对大多数微生物来说是致命的,因此它在医院中被用于灭菌。

“当我们想到月球时,通常不会想到生物学,”NASA戈达德航天中心的论文合著者Heather Graham说,她致力于开发检测可能与地球生物完全不同的生物的工具和技术。“但月球是一个细胞可以存活的地方,所以我们对这些地点的首次探索应该格外关注我们的微生物搭便车者,并努力在我们的访问改变我们将要发现的东西之前,对月球化学进行表征。”

研究作者指出,尽管一些微生物能够在南极(south pole)周边的区域以休眠状态存活,并由此对未来的某些科学调查造成困扰,但目前并无证据表明月球(Moon)具备维持其生长和复制的关键要素。这些要素包括液态水,而液态水的存在通常需要大气层和适宜的温度。

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分类:航天任务

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