بیومینینگ فضایی: حرکت به سوی سکونتگاه های انسانی فراتر از زمین

یافته‌های آزمایش BioRock نشان می‌دهد که استخراج با پشتیبانی باکتریایی می‌تواند در این منطقه انجام شود فضا. به دنبال موفقیت مطالعه BioRock، آزمایش BioAsteroid در حال حاضر در حال انجام است. در این مطالعه، باکتری ها و قارچ ها بر روی مواد سیارکی در یک انکوباتور تحت شرایط ریزگرانش رشد می کنند. فضا ایستگاه به منظور بررسی تشکیل بیوفیلم، بیولیچینگ و سایر تغییرات شیمیایی و بیولوژیکی از جمله تغییرات رونویسی ژنتیکی. فضا بیومینینگ یک کشف مهم است که به نظر می رسد پتانسیل زیادی در آینده دارد.

انسانی سکونتگاه های فراتر از زمین on ماه و یا بر روی سیارات پسندیدن مارس in فضا مدت هاست موضوع داستان های علمی تخیلی بوده است. با این حال، تفکرات و فعالیت‌های پژوهشی جدی در این زمینه در دو دهه اخیر در حال انجام است. یکی از سوالات کلیدی پیش روی جامعه علمی، چگونگی به دست آوردن مواد (مانند اکسیژن، آب، مصالح ساختمانی از جمله فلزات و مواد معدنی و غیره) مورد نیاز برای ایجاد حضور خودپایدار در فضا ⁽¹⁾.  

بیومینینگ یعنی استخراج فلزات از سنگ معدن کاتالیز زیستی استفاده از میکروارگانیسم هایی مانند باکتری ها و باستانی ها برای مدت طولانی در عمل است سیاره زمین. در حال حاضر از این روش برای شستشوی سولفیدهای مس و پیش تصفیه سنگ معدن طلا و همچنین استخراج فلزات از سنگ معدن اکسید شده و بازیابی فلزات از ضایعات استفاده می شود. ⁽²⁾.   

آیا می توان از تکنیک بیومینینگ به طور موثر در شرایط ریزگرانشی در خارج استفاده کرد؟ فضا برای استخراج مواد مورد نیاز انسان شهرک ها؟ آیا میکروارگانیسم ها می توانند به استخراج فلز و مواد با استفاده از مواد سیارکی یا سنگ های موجود در آنها کمک کنند ماه or مارس? آگاهی از برهمکنش های میکروب و مواد معدنی در فضا همچنین به دلیل پتانسیل آن در تشکیل خاک، تشکیل پوسته های زیستی در محیط های تحت فشار محصور مهم تلقی می شود فضاها، استفاده از سنگ سنگ (لایه مواد جامد روی سنگ بستر) و تولید مصالح ساختمانی. فضا آزمایش‌های بیومینینگ دقیقاً به این دلایل برای درک اثرات گرانش تغییر یافته طراحی شده‌اند.  

برای این منظور اروپایی فضا آژانس آزمایش BioRock را در اینترنشنال انجام داد فضا ایستگاه (ISS) در سال 2019. آزمایش‌هایی برای مطالعه بیولیچینگ نادر طراحی شدزمین عناصر سنگ بازالتی در سه شرایط گرانشی یعنی. ریزگرانش، شبیه سازی شده مارس گرانش و شبیه سازی شده است زمین جاذبه زمین. سه گونه باکتری، اسفنگوموناس دسیکابیلیس, باسیلوس سوبتیلیسو Cupriavidus metallidurans در مطالعه مورد استفاده قرار گرفتند. فرضیه آزمایش شده این بود کهرژیم های گرانشی مختلف می توانند بر غلظت نهایی سلولی که پس از یک دوره چند هفته ای در فضا به دست می آید تأثیر بگذارند''. نتایج نشان داد که هیچ اثر قابل توجهی از شرایط گرانشی مختلف بر تعداد سلول‌های باکتریایی نهایی وجود ندارد، به این معنی که کارایی فرآیند سفید کردن در شرایط گرانشی مختلف یکسان باقی می‌ماند. این یافته‌های آزمایش BioRock نشان می‌دهد که می‌توان استخراج با حمایت باکتریایی را در فضا انجام داد. بیومینینگ فضایی یک کشف مهم است که به نظر می رسد پتانسیل زیادی در آینده دارد ^(3,4).  

پس از موفقیت مطالعه BioRock، آزمایش BioAsteroid در حال حاضر در حال انجام است. در این مطالعه، باکتری ها و قارچ ها بر روی مواد سیارکی در انکوباتور تحت شرایط ریزگرانشی ایستگاه فضایی به منظور بررسی تشکیل بیوفیلم، بیولیچینگ و سایر تغییرات شیمیایی و بیولوژیکی از جمله تغییرات رونویسی ژنتیکی رشد می کنند.⁽⁵⁾.  

با این پله ها، بشریت مطمئناً به سمت جلو حرکت می کند انسان سکونتگاه های فراتر از سیاره زمین.

***

منابع:

1. ناسا 2007. گزارش کارگاه آموزشی بیومینینگ سنگلیت قمری. در دسترس آنلاین در https://core.ac.uk/download/pdf/10547528.pdf  

2. جانسون دی بی.، 2014. بیومینینگ - بیوتکنولوژی برای استخراج و بازیابی فلزات از سنگ معدن و مواد زائد. نظر فعلی در بیوتکنولوژی. جلد 30، دسامبر 2014، صفحات 24-31. DOI: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.04.008  

3. Cockell, CS, Santomartino, R., Finster, K. et al., 2020. آزمایش بیومینینگ ایستگاه فضایی استخراج عنصر خاکی کمیاب را در گرانش ریز و گرانش مریخ نشان می دهد. تاریخ انتشار: 10 نوامبر 2020. Nature Communication 11, 5523 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19276-w 

4. Santomartino R., Waajen A., et al 2020. بدون اثر ریزگرانش و گرانش مریخ شبیه سازی شده بر غلظت سلولی باکتریایی نهایی در ایستگاه فضایی بین المللی: کاربردها در تولید زیستی فضایی. مرزها در میکروبیولوژی.، 14 اکتبر 2020. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.579156  

5. آژانس فضایی بریتانیا 2020. بیانیه مطبوعاتی - مطالعه بیومینینگ می تواند قفل سکونتگاه های آینده در جهان های دیگر را باز کند. منتشر شده در 5 دسامبر 2020. در دسترس آنلاین در https://www.gov.uk/government/news/biomining-study-could-unlock-future-settlements-on-other-worlds 

***