Добавить новость
ru24.net
News in English
Июль
2024
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
29
30
31

NASA Marshall Researchers Battle Biofilm in Space

0

A small group of scientists on the biofilm mitigation team at NASA’s Marshall Space Center in Huntsville, Alabama, study solutions to combat fast-growing colonies of bacteria or fungi, known as biofilm, for future space missions. Biofilm occurs when a cluster of bacteria or fungi generates a slimy matrix of “extracellular polymeric substances” to protect itself […]

4 min read

Preparations for Next Moonwalk Simulations Underway (and Underwater)

An interconnected series of compact bioreactors, each a cylinder roughly the size of a Thermos with a network of tubing, sensors, and gauges whereby NASA scientists can monitor and measure biofilm growth as each canister’s temperature, filters, and other factors are changed. The biofilm test rack is housed in a laboratory at NASA’s Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama.
The biofilm mitigation research team at NASA’s Marshall Space Flight Center assembled its own test stand to undertake a multi-month assessment of a variety of natural and chemical compounds and strategies for eradicating biofilm accretion caused by bacteria and fungi in the wastewater tank assembly on the International Space Station. Testing will help NASA extend the lifecycle of water reclamation and recycling hardware and ensure astronauts can sustain clean, healthy water supplies on long-duration missions in space and on other worlds.
NASA/Eric Beitle

A small group of scientists on the biofilm mitigation team at NASA’s Marshall Space Center in Huntsville, Alabama, study solutions to combat fast-growing colonies of bacteria or fungi, known as biofilm, for future space missions.

Biofilm occurs when a cluster of bacteria or fungi generates a slimy matrix of “extracellular polymeric substances” to protect itself from adverse environmental factors. Biofilm can be found nearly anywhere, from the gray-green scum floating on stagnant pond water to the pinkish ring of residue in a dirty bathtub.

For medical, food production, and wastewater processing industries, biofilm is often a costly issue. But offworld, biofilm proves to be even more resilient.

“Bacteria shrug off many of the challenges humans deal with in space, including microgravity, pressure changes, ultraviolet light, nutrient levels, even radiation,” said Yo-Ann Velez-Justiniano, a microbiologist and environmental control systems engineer at Marshall.

Biofilm is icky, sticky – and hard to kill.

Liezel Koellner

Liezel Koellner

Chemical Engineer and NASA Pathways Intern

“Biofilm is icky, sticky – and hard to kill,” said Liezel Koellner, a chemical engineer and NASA Pathways intern from North Carolina State University in Raleigh. Koellner used sophisticated epifluorescence microscopy, 3D visualizations of 2D images captured at different focal planes, to fine-tune the team’s studies.

Keenly aware of the potential hurdles biofilm could pose in future Artemis-era spacecraft and lunar habitats, NASA tasked engineers and chemists at Marshall to study mitigation techniques. Marshall built and maintains the International Space Station’s ECLSS (Environment Control and Life Support System) and is developing next-generation air and water reclamation and recycling technologies, including the system’s wastewater tank assembly.

“The wastewater tank is ‘upstream’ from most of our built-in water purification methods. Because it’s a wastewater feed tank, bacteria and fungus grow well there, generating enough biofilm to clog flow paths and pipes along the route,” said Eric Beitle, ECLSS test engineer at Marshall.

To date, the solution has been to pull and replace old hardware once parts become choked with biofilm. But engineers want to avoid the need for such tactics.

“Even with the ability to 3D-print spare parts on the Moon or Mars, it makes sense to find strategies that prevent biofilm buildup in the first place,” said Velez-Justiniano.

The team took the first step in June 2023 by publishing the complete genome sequence of several strains of bacteria isolated from the space station’s water reclamation system, all of which cultivate biofilm formation.

They next designed a test stand simulating conditions in the wastewater tank about 250 miles overhead, which permits simultaneous study of multiple mitigation options. The rig housed eight Centers for Disease Control and Prevention biofilm reactors – cylindrical devices roughly the size of a runner’s water bottle – each 1/60th the size of the actual tank.

A woman, seated, and a man, standing alongside her, both in lab coats, analyze biofilm samples taken from the test rack at NASA’s Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama.
Yo-Ann Velez-Justiniano, left, and Connor Murphy, right, both Environmental Control and Life Support Systems engineers at NASA’s Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, prepare slides for study of cultured bacterial biofilm in the center’s test facility
NASA/Eric Beitle

Each bioreactor holds up to 21 unique test samples on slides, bathed continuously in a flow of real or ersatz wastewater, timed and measured by the automated system, and closely monitored by the team. Because of the compact bioreactor size, the test stand required 2.1 gallons of ersatz flow per week, continuously trickling 0.1 milliliters per minute into each of the eight bioreactors.

“Essentially, we built a collection of tiny systems that all had to permit minute changes to temperature and pressure, maintain a sterile environment, provide autoclave functionality, and run in harmony for weeks at a time with minimal human intervention,” said Beitle. “One phase of the test series ran nonstop for 65 days, and another lasted 77 days. It was a unique challenge from an engineering perspective.”

Different surface mitigation strategies, upstream counteragents, antimicrobial coatings, and temperature levels were introduced in each bioreactor. One promising test involved duckweed, a plant already recognized as a natural water purification system and for its ability to capture toxins and control wastewater odor. By devouring nutrients upstream of the bioreactor, the duckweed denied the bacteria what it needs to thrive, reducing biofilm growth by up to 99.9%.

Over the course of the three-month testing period, teams removed samples from each bioreactor at regular intervals and prepared for study under a microscope to make a detailed count of the biofilm colony-forming units on each plate.

“Bacteria and fungi are smart,” said Velez-Justiniano. “They adapt. We recognize that it is going to take a mix of effective biofilm mitigation methods to overcome this challenge.”

Biofilm poses as an obstacle to long-duration spaceflight and extended missions on other worlds where replacement parts may be costly or difficult to obtain. The biofilm mitigation team continues to assess and publish findings, alongside academic and industry partners, and will further their research with a full-scale tank experiment at Marshall. They hope to progress to flight tests, experimenting with various mitigation methods in real microgravity conditions in orbit to find solutions to keep surfaces clean, water potable, and future explorers healthy.

Joel Wallace
Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala.
256-786-0117
joel.w.wallace@nasa.gov

Share

Details

Last Updated
Jul 10, 2024
Editor
Beth Ridgeway



Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С 1 августа Соцфонд увеличит страховые пенсии россиян

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Более 12 тысяч жителей Москвы и Московской области получают повышенную пенсию за работу в сельском хозяйстве

Начальник Главного управления вневедомственной охраны Росгвардии вручил ключи от автомобиля многодетному отцу-росгвардейцу

Синоптики спрогнозировали тепло до +28 и грозы в Московском регионе 28 июля


Вкусные оттенки зеленого: модный цвет сезона

В СЛД «Белогорск» филиала «Забайкальский» ООО «ЛокоТех-Сервис-Сервис» отремонтировали щелочное отделение

Алкогольная болезнь печени

Iris van Herpen haute couture осень-зима 2024


IWF signs off “state-of-the-art” training facilities for the Paris 2024 Olympics

Kamala Harris’s Record on Israel Raises Questions About Support for Jewish State if Elected US President

Meet Adam Peaty, British swimming hero and three-time Olympic champ returning for Paris 2024 after extended break

Meet Shelly-Ann Fraser-Pryce, Olympic legend and Netflix Sprint athlete chasing gold aged 37 at Paris 2024


Штат консультантов 1C-практики «Борлас» вырос до 300 человек

Калинка моя: автокросс в Калининце

Свечение Жеребцовой горы...

Беспроводной сканер штрих-кодов SAOTRON P05i промышленного класса


A Google Doodle animator is my new favorite Elden Ring lore theorist thanks to this cartoon retelling of Shadow of the Erdtree set to a Taylor Swift song

Activision secretly experimented on 50% of Call of Duty players by 'decreasing' skill-based matchmaking, and determined players like SBMM even if they don't know it

Arena Breakout празднует 1 годовщину новой картой, игровым режимом и наградами

Приключение-головоломка Arranger вышла на смартфоны и PC



ДОМ, который построит РФ: главные строители страны обсудили совместные планы

Калинка моя: автокросс в Калининце

Синоптики спрогнозировали тепло до +28 и грозы в Московском регионе 28 июля

Хинштейн: МВД контролирует дело о драке сына Бажаева с полицейским в Москве




Начальник Главного управления вневедомственной охраны Росгвардии вручил ключи от автомобиля многодетному отцу-росгвардейцу

Прогноз погоды: Тверь в плену холодного атмосферного фронта

Медведев назвал выборы президента в США схваткой пауков в банке

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С 1 августа Соцфонд увеличит страховые пенсии россиян


Женщина в России родила ребенка с пулей в животе

Собянин рассказал о развитии инженерно-коммунальной инфраструктуры в Москве

В Сергиевом Посаде в деревне Машино-Дубки установят новое освещение

Частный дом в Подмосковье вспыхнул после удара молнии


Рублёв пробился в полуфинал турнира ATP в Умаге

Россиянка Мирра Андреева завоевала первый титул WTA в карьере

Уроженка Москвы Рыбакина объяснила, почему снялась с Олимпиады

Мирру Андрееву наградили за первую победу в турнире на уровне WTA


Лунев пожаловался на высокую стоимость аренды в Москве

Патриарх Кирилл призвал "сокрушить идолов" и сохранить христианскую идентичность

Щелковские долголеты приняли участие в велофестивале

«Началась истерия»: возможна ли полномасштабная война Израиля с «Хезболлой» и Ливаном


Музыкальные новости

Солисты Мариинки дадут в «Михайловском» концерт памяти отца Георгия Мицова

Денис Глушаков подтвердил, что Баста приглашал его в «СКА-Ростов»

В сети выясняют, чем занимался Пресняков до отъезда

Сергей Прокофьев назначен и.о. главы нижегородского «Теплоэнерго»



Хинштейн: МВД контролирует дело о драке сына Бажаева с полицейским в Москве

ДОМ, который построит РФ: главные строители страны обсудили совместные планы

Синоптики спрогнозировали тепло до +28 и грозы в Московском регионе 28 июля

Калинка моя: автокросс в Калининце


Гайд по регистрации, установке и входу в Throne and Liberty для игроков из России и СНГ

Выставка «Вселенная BRICS», подготовленная Нижегородским планетарием, открылась в Ульяновске

«Норникель» внедрил решения на базе ИИ почти на всех производственных площадках

«Динамо» анонсировало матч с «Локо» в стиле одной из самых знаменитых миссий серии GTA


Особенности рефконтейнеров

Источник «360»: два москвича на мотоцикле погибли из-за ДТП на Покровской улице

Советская Москва в 1967 году

Обвиняемый в подрыве автомобиля в Москве был алтарником


Патрушев высказался о пересмотре шагов США по ракетам в ФРГ после предупреждения Путина

Путин сообщил о завершающей стадии разработки ракет средней и малой дальности

Владимир Путин рассказал об ответе РФ на размещение ракет США в Германии

Штаб-квартиру Роскосмоса предложили разместить в Амурской области





Гости форума-фестиваля «Москва 2030» выберут аромат для столичных поликлиник

Модно — не значит полезно: каким рекомендациям по похудению не стоит доверять

Родившегося с пулей в животе ребенка спасли врачи в Подмосковье

Сотрудники фитнес-клуба в Москве случайно залили в канистру с хлором ядовитый газ


"Победить невозможно". В Киеве заявили о большой проблеме из-за Зеленского


Хинштейн: сын миллиардера Бажаева ударил полковника МВД в Москве

В Москве задержали сына миллиардера Мусы Бажаева за драку с полицией

Калинка моя: автокросс в Калининце

Хинштейн: МВД контролирует дело о драке сына Бажаева с полицейским в Москве




Собянин рассказал о модернизации научных пространств внутри столичных колледжей

Мэр Москвы рассказал, как за пять лет преобразился район Некрасовка

Собянин поздравил работников торговли с праздником

Собянин рассказал о развитии инженерно-коммунальной инфраструктуры в Москве


Методист Музея-заповедника «Родина В.И. Ленина» рассказала, как встречалась с потомками Яковлева

Из-за глобального потепления в Москве появились новые животные

Какие растения и насекомые опасны для сада и огорода

Лужнецкую набережную благоустроят


«Началась истерия»: возможна ли полномасштабная война Израиля с «Хезболлой» и Ливаном

Путин вместе с патриархом Кириллом посетил Александро-Невскую лавру в Петербурге

В парке «Патриот» в Подмосковье трех человек поразила молния

В Москве с начала года изъяли 1300 машин такси из-за нарушений


ТСД SAOTRON RT41 GUN: практичный, производительный, надёжный

Фестиваль военных духовых оркестров одновременно открылся в трех городах Поморья

Утро в Кимже...

В Поморье стартовал двенадцатый «Дирекцион-Норд»


Выставка исторической памяти «В гости к нашим далеким предкам» ко Дню Крещения Руси и Дню памяти равноапостольного Великого князя Владимира

Выставка-признание «Человек. Писатель. Актер», к 95-летию со дня рождения В. М. Шукшина, писателя, кинорежиссера, сценариста, актера

Утром в Симферополе рейсовый автобус насмерть сбил пенсионерку

К Международному дню тигра саранская телемачта «переоденется» в редкого хищника


Пожилая женщина погибла при пожаре в квартире на юго-западе Москвы

Обложка песни. Обложки альбомов песен. Сделать обложку для песни.

Патрушев: работа над ударными системами для ответа на размещение ракет США в Германии будет выполнена в срок

В Павловском Посаде в деревне Гора установят новое освещение












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Андрей Рублёв

Рублев пробился в полуфинал турнира в Умаге






«Для нас ничего не поменяется»: Патрушев заявил, что Москве без разницы

Собянин рассказал о развитии инженерно-коммунальной инфраструктуры в Москве

В связи с нарушениями в детском саде Волгодонска по указанию из Москвы заведут уголовное дело

Пожилая женщина погибла при пожаре в квартире на юго-западе Москвы