Хранещите се със скали микроби могат да ни помогнат в колонизирането на Луната и Марс

При обикновените космически мисии, необходимите ресурси като вода, гориво и кислород, се вземат от Земята. Но когато стане дума за по-далечни мисии до близките космически обекти, каквито се очаква да бъдат осъществени в края на това десетилетие от различните космически агенции, няма как да не се замислим за добива на енергия и вода там, на тези космически тела.

Ако решим да направим безпрецедентната стъпка по създаването на база на Луната, Марс или друга планета или спътник, в крайна сметка ще се наложи да получаваме ресурси от местните скали, за да поддържаме живота на колонията. Това съвсем не означава, че астронавтите ще вземат в ръцете си пневматични чукове, за да разкопават местните находища. Според новото научно изследване, което наскоро бе публикувано в Nature Communications, тази работа може да се извършва от едни много малки помощници – микробите.

Това решение не бива да ни учудва: използването на микроби за добив е нещо съвсем обикновено – около 20% от световните мед и злато към днешен ден се получават от руда с помощта на бактерии, които се хранят със скали. Това съвсем не е шега: чилийската компания Biosigma използва бактерии, които вземат кислорода от въздуха и минералите от рудата за получаване на енергия, като остават медта недокосната. Специалистите на тази компания казват, че този начин за добив на полезни изкопаеми е изключително ефективен, дори ако в рудата те са по-малко от 1%. При обикновения добив на полезни изкопаеми, тази руда директно се изхвърля.

Но едно е уютната и топла епруветка на земната лаборатория и съвсем друго – суровите космически условия без обичайната за нас гравитация. За да се разбере дали микробите могат да се използват в космическия добив на полезни изкопаеми, през месец юли миналата година първият експериментален апарат от подобен род с име BioRock, бе транспортиран до Международната космическа станция на борда на космическия кораб SpaceX Dragon. Самият BioRock е инсталация, в която са монтирани няколко биореактора с размери приблизително колкото кибритена кутийка, в които са поставени различни видове бактерии, хранителна среда за тях, както и късчета базалт от типа на разпространената на Луната и Марс вулканична скала, богата на различни полезни изкопаеми.

Учените са подбрали три типа бактерии – Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis и Cupriavidus Metallidurans. Тези микроби са се хранили със скалните породи в продължение на 3 седмици, като в началото са били разделени на групи според оказваното гравитационно въздействие.

Първата група е била в безтегловност или по-точно микрогравитация – точно с каквото ще се сблъскат бъдещите астронавти, които ще извършват добив на астероидите.

С помощта на специални центрофуги са създавани нива на гравитация, аналогични на условията на Луната, Марс и Земята. След това изследователите са измерили колко желязо, магнезий и още десетина други вещества са успели да извлекат бактериите от скалните частици. Останалите параметри, като температура, влажност и атмосферно налягане във всичките случаи са били еднакви – приблизително каквито са на нашата планета.

От трите вида изучавани бактерии, на S. desiccabilis гравитационните промени не са оказали почти никакво влияние. Биореакторът с тази бактерия ефективно преработва скалите и извлича неодим и церий с ефективност от сериозните 70%.

„Ние бяхме много учудени, че на тази бактерия различната сила на тежестта не оказва съществено влияние на добива. Това е важно, понеже микрогравитацията влияе на поведението на течностите“ – сподели астробиологът и ръководител на това научно изследване Чарлз Кокел. Но другите два вида бактерии са се оказали неефективни в условията на ниска гравитация.

Бъз Бърстоу, биолог от Корнелския университет, който не е участвал в това изследване и е бил в ролята на независим наблюдател каза, че очевидно съществуват редица препятствия, за да се премине от този прототип към работеща система за биодобив, но това е едно отлично начало.

Кокел добавя, че към днешен ден, добивът на ценни метали в космоса и тяхната доставка на Земята, е икономически неизгоден и съвместната работа на хората и тези малки миньори може да помогне в поддръжката на живота на бъдещата база извън пределите на Земята. Учените се надяват, че един ден бактериите ще могат да ни помогнат да превърнем лунния реголит в почва за отглеждане на космически зеленчуци или в богата руда за получаване на различни елементи, които се използват в системите за поддръжка на живота, произвеждащи въздух и вода.

„Аз съм на мнение, че трябва да продължим да изучаваме именно тези типове микроби, които показват най-добри резултати в извличането на полезни изкопаеми от материалите, които могат да бъдат срещнати в космоса – например в астероидите, Луната и Марс. Ние трябва да продължим да развиваме тази технология, да я оптимизираме и да я изведем на промишлено ниво, за да можем успешно да я използваме в космоса“ – добавя Кокел.

Авторите на това научно изследване гледат напред, продължават тази работа и вече подготвят инсталацията BioAsteroid, която ще повтори експеримента на BioRock, но този път в биореакторите ще бъде поставен натрошен на дребно и настърган материал от астероид. Ако всичко върви по план, то новото експериментално устройство трябва да бъде транспортирано до МКС още през месец декември тази година.