Space Biomining: Inching Towards Human Settlements Beyond Earth

Niðurstöður BioRock tilraunarinnar benda til þess að hægt sé að stunda námuvinnslu með bakteríustuðningi í pláss. Eftir árangur BioRock rannsóknarinnar er BioAsteroid tilraunin nú í gangi. Í þessari rannsókn er verið að rækta bakteríur og sveppi á smástirnaefni í hitakassa við örþyngdarafl. pláss stöð til að rannsaka líffilmumyndun, útskolun og aðrar efnafræðilegar og líffræðilegar breytingar, þar með talið erfðafræðilegar umritunarbreytingar. Space lífnám er mikilvæg uppgötvun sem virðist hafa mikla möguleika í framtíðinni.

Human byggðir fyrir utan Jörð on Moon eða á plánetur eins mars in pláss hafa lengi verið þema vísindaskáldsagna. Hins vegar hafa alvarlegar hugleiðingar og rannsóknaraðgerðir verið í gangi í þessum efnum á síðustu tveimur áratugum. Ein af lykilspurningunum fyrir vísindasamfélaginu hefur verið hvernig eigi að afla þeirra efna (eins og súrefnis, vatns, byggingarefna, þar á meðal málma og steinefna o.s.frv.) sem þarf til að koma á sjálfbærri viðveru í pláss ⁽¹⁾.  

Lífnám þ.e. vinna málma úr málmgrýti í gegnum lífhvata notkun örvera eins og bakteríur og archaea er í reynd lengi reikistjarna Jörð. Eins og er er þessi aðferð notuð til að skola koparsúlfíð og formeðhöndla gullgrýti og einnig til að vinna málma úr oxuðum málmgrýti og til að endurheimta málma úr úrgangi ⁽²⁾.   

Er hægt að nota tækni við lífnám á áhrifaríkan hátt við örþyngdaraðstæður ytra pláss að vinna úr efni sem þarf til manna byggðir? Geta örverur hjálpað til við að vinna málm og efni með því að nota smástirnaefni eða steina sem til eru á Moon or mars? Þekking á milliverkunum örvera og steinefna í pláss er einnig talið mikilvægt vegna möguleika þess í jarðvegsmyndun, myndun lífskorpu í lokuðum þrýstingi rými, notkun rególíts (lag af föstu efni yfir berggrunni) og framleiðsla á byggingarefni. Space lífnámutilraunir voru hannaðar nákvæmlega af þessum ástæðum til að skilja áhrif breytts þyngdarafls.  

Í þessu skyni Evrópu Space Stofnunin gerði BioRock tilraunina á International Space Stöð (ISS) árið 2019. Tilraunir voru hannaðar til að rannsaka lífskolun sjaldgæfra-jörð frumefni úr basaltbergi í þremur þyngdarskilyrðum, þ.e. örþyngdarafl, hermt mars þyngdarafl og herma Jörð þyngdarafl. Þrjár bakteríutegundir, Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilisog Cupriavidus metallidurans voru notuð í rannsókninni. Tilgátan sem prófuð var var ef "mismunandi þyngdaraflsmeðferðir geta haft áhrif á endanlegan frumustyrk sem næst eftir margra vikna tímabil í geimnum''. Niðurstöðurnar bentu ekki til marktækra áhrifa mismunandi þyngdaraflskilyrða á lokafjölda bakteríufrumna sem gefa til kynna að virkni bleikingarferlisins haldist sú sama við mismunandi þyngdarafl aðstæður. Þessar niðurstöður BioRock tilraunarinnar benda til þess að hægt sé að stunda námuvinnslu með bakteríustuðningi í rýminu. Lífnám í geimnum er mikilvæg uppgötvun sem virðist hafa mikla möguleika í framtíðinni ^(3,4).  

Eftir árangur BioRock rannsóknarinnar er BioAsteroid tilraunin nú í gangi. Í þessari rannsókn er verið að rækta bakteríur og sveppi á smástirnaefni í útungunarvél við örþyngdarástand geimstöðvarinnar til að rannsaka líffilmumyndun, útskolun og aðrar efna- og líffræðilegar breytingar, þar með talið erfðafræðilegar umritunarbreytingar.⁽⁵⁾.  

Með þessum skrefasteinum stefnir mannkynið örugglega fram á við manna byggðir fyrir utan reikistjarna Jörð.

***

Tilvísanir:

1. NASA 2007. Lunar Regolith Biomining Workshop Report. Fæst á netinu á https://core.ac.uk/download/pdf/10547528.pdf  

2. Johnson DB., 2014. Lífnám — líftækni til að vinna og endurheimta málma úr málmgrýti og úrgangsefnum. Núverandi skoðun í líftækni. 30. árgangur, desember 2014, blaðsíður 24-31. DOI: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.04.008  

3. Cockell, CS, Santomartino, R., Finster, K. o.fl., 2020. Lífnámutilraun geimstöðvar sýnir útdrátt sjaldgæfra jarðar frumefna í örþyngdarafl og þyngdarafl á Mars. Birt: 10. nóvember 2020. Nature Communication 11, 5523 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19276-w 

4. Santomartino R., Waajen A., o.fl. 2020. Engin áhrif örþyngdaraflsins og herma þyngdaraflsins á Mars á lokastyrk bakteríufrumna á alþjóðlegu geimstöðinni: Umsóknir um lífframleiðslu í geimnum. Frontiers in Microbiology., 14. október 2020. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.579156  

5. Geimferðastofnun Bretlands 2020. Fréttatilkynning – Rannsókn í lífnámu gæti opnað framtíðarbyggðir í öðrum heimum. Birt 5. desember 2020. Aðgengilegt á netinu á https://www.gov.uk/government/news/biomining-study-could-unlock-future-settlements-on-other-worlds 

***