التعدين الأحيائي في الفضاء: التقدم نحو المستوطنات البشرية خارج الأرض

تشير نتائج تجربة BioRock إلى أنه يمكن إجراء التعدين المدعوم بالبكتيريا في الفضاء. بعد نجاح دراسة BioRock، تجري الآن تجربة BioAsteroid. في هذه الدراسة، يتم زراعة البكتيريا والفطريات على مادة الكويكب في حاضنة تحت ظروف الجاذبية الصغرى للكوكب. الفضاء محطة من أجل دراسة تكوين الأغشية الحيوية والترشيح الحيوي والتغيرات الكيميائية والبيولوجية الأخرى بما في ذلك التغيرات النسخية الجينية. الفضاء يعد التعدين الحيوي اكتشافًا مهمًا يبدو أن لديه إمكانات كبيرة للمضي قدمًا.

الانسان المستوطنات خارجها أرض on قمر أو على الكواكب مثل المريخ in الفضاء لقد كان منذ فترة طويلة موضوع الخيال العلمي. ومع ذلك، فإن الأفكار الجادة والأنشطة البحثية تجاه هذا الأمر كانت جارية في العقدين الماضيين. كان أحد الأسئلة الرئيسية المطروحة على المجتمع العلمي هو كيفية الحصول على المواد (مثل الأكسجين والماء ومواد البناء بما في ذلك المعادن والمعادن وما إلى ذلك) اللازمة لإنشاء وجود مستدام ذاتيًا في الفضاء ¹.  

التعدين الأحيائي ، أي استخراج المعادن من الخامات من خلال الحفز الحيوي إن استخدام الكائنات الحية الدقيقة مثل البكتيريا والعتائق هو أمر عملي لفترة طويلة كوكب أرض. حاليا، تستخدم هذه الطريقة لترشيح كبريتيدات النحاس والمعالجة المسبقة لخامات الذهب وأيضا لاستخراج المعادن من الخامات المؤكسدة واستخلاص المعادن من النفايات. ².   

هل يمكن استخدام تقنية التعدين الحيوي بشكل فعال في ظل ظروف الجاذبية الصغرى في الخارج؟ الفضاء لاستخراج المواد اللازمة ل الانسان المستوطنات؟ ويمكن للكائنات الحية الدقيقة أن تساعد في استخراج المعادن والمواد باستخدام المواد الكويكبية أو الصخور المتوفرة عليها قمر or المريخ؟ معرفة التفاعلات بين الميكروبات والمعادن الفضاء يعتبر أيضًا مهمًا بسبب قدرته على تكوين التربة وتكوين القشور الحيوية في الأماكن المغلقة المضغوطة المساحاتواستخدام الثرى (طبقة من المواد الصلبة فوق الصخور الأساسية) وإنتاج مواد البناء. الفضاء تم تصميم تجارب التعدين الحيوي لهذه الأسباب تحديدًا لفهم تأثيرات الجاذبية المتغيرة.  

وتحقيقا لهذه الغاية، الأوروبية الفضاء أجرت الوكالة تجربة BioRock على المستوى الدولي الفضاء محطة (ISS) في عام 2019. صممت تجارب لدراسة الترشيح الحيوي للمركبات النادرةأرض عناصر من الصخور البازلتية في ثلاثة ظروف الجاذبية. الجاذبية الصغرى، محاكاة المريخ الجاذبية ومحاكاة أرض جاذبية. ثلاثة أنواع بكتيرية مجففة السفينغوموناس, العصوية الرقيقةو Cupriavidus metallidurans استخدمت في الدراسة. كانت الفرضية التي تم اختبارها هي "يمكن أن تؤثر أنظمة الجاذبية المختلفة على تركيزات الخلايا النهائية التي تحققت بعد فترة متعددة الأسابيع في الفضاء". تشير النتائج إلى عدم وجود تأثير كبير لظروف الجاذبية المختلفة على التعداد النهائي للخلايا البكتيرية مما يعني أن فعالية عملية التبييض تظل كما هي في ظل ظروف الجاذبية المختلفة. تشير نتائج تجربة BioRock إلى أنه يمكن إجراء التعدين المدعوم بالبكتيريا في الفضاء. يعد التعدين الأحيائي في الفضاء اكتشافًا مهمًا يبدو أن لديه إمكانات كبيرة للمضي قدمًا ^3,4.  

بعد نجاح دراسة BioRock ، تجري تجربة BioAsteroid حاليًا. في هذه الدراسة ، تُزرع البكتيريا والفطريات على مادة كويكبية في حاضنة تحت ظروف الجاذبية الصغرى لمحطة الفضاء من أجل دراسة تكوين الأغشية الحيوية والتبييض الحيوي والتغيرات الكيميائية والبيولوجية الأخرى بما في ذلك التغييرات الجينية النسخية⁵.  

ومع هذه الخطوات، فإن البشرية بالتأكيد تتقدم نحو الأمام الانسان المستوطنات خارجها كوكب أرض.

***

المراجع:

1. ناسا 2007. تقرير ورشة عمل Lunar Regolith Biomining. متاح على الإنترنت على https://core.ac.uk/download/pdf/10547528.pdf  

2. Johnson DB.، 2014. Biomining - التقنيات الحيوية لاستخراج واستعادة المعادن من الخامات ومواد النفايات. الرأي الحالي في التكنولوجيا الحيوية. المجلد 30 ، ديسمبر 2014 ، الصفحات 24-31. DOI: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.04.008  

3. Cockell، CS، Santomartino، R.، Finster، K. et al.، 2020. توضح تجربة التعدين الحيوي لمحطة الفضاء استخراج عنصر أرضي نادر في الجاذبية الصغرى وجاذبية المريخ. تاريخ النشر: 10 نوفمبر 2020. Nature Communication 11، 5523 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19276-w 

4. Santomartino R. ، Waajen A. ، et al 2020. لا يوجد تأثير للجاذبية الصغرى وجاذبية المريخ المحاكاة على التراكيز النهائية للخلايا البكتيرية في محطة الفضاء الدولية: تطبيقات على الإنتاج البيولوجي في الفضاء. الحدود في علم الأحياء الدقيقة ، 14 أكتوبر 2020. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.579156  

5. وكالة الفضاء البريطانية 2020. بيان صحفي - دراسة التعدين الحيوي يمكن أن تفتح مستوطنات مستقبلية في عوالم أخرى. نُشر في 5 ديسمبر 2020. متاح على الإنترنت على https://www.gov.uk/government/news/biomining-study-could-unlock-future-settlements-on-other-worlds 

***