Kosmose biokaevandamine: liikumine inimasulate poole väljaspool Maad

BioRocki eksperimendi tulemused näitavad, et bakterite abil saab kaevandada ruum. Pärast BioRocki uuringu edukust on praegu käimas BioAsteroidi eksperiment. Selles uuringus kasvatatakse baktereid ja seeni asteroidsel materjalil inkubaatoris mikrogravitatsiooni tingimustes. ruum jaam, et uurida biokile moodustumist, bioleostumist ja muid keemilisi ja bioloogilisi muutusi, sealhulgas geneetilisi transkriptsioonilisi muutusi. Ruum biokaevandamine on märkimisväärne avastus, millel näib olevat suur potentsiaal edaspidiseks.

Inimene asulad kaugemale Earth on Moon või planeedid nagu Marss in ruum on pikka aega olnud ulmekirjanduse teema. Tõsiseid mõtteid ja uurimistegevust selle suunas on aga viimasel kahel aastakümnel käimas olnud. Üks teadusringkondade põhiküsimusi on olnud see, kuidas hankida materjale (nagu hapnik, vesi, ehitusmaterjalid, sealhulgas metallid ja mineraalid jne), mida on vaja iseseisvaks kohalolekuks ruum ⁽¹⁾.  

Biokaevandamine, st metallide kaevandamine maakidest läbi biokatalüüs mikroorganismide, nagu bakterid ja arheed, kasutamine on praktikas pikka aega planeet Earth. Praegu kasutatakse seda meetodit vasksulfiidide leostamiseks ja kullamaakide eeltöötlemiseks, samuti metallide ekstraheerimiseks oksüdeeritud maakidest ja metallide taaskasutamiseks jäätmetest ⁽²⁾.   

Kas biokaevandamise tehnikat saab tõhusalt kasutada välistingimustes mikrogravitatsiooni tingimustes? ruum selleks vajalike materjalide ammutamiseks inim- asulad? Kas mikroorganismid saavad metalli ja materjale ekstraheerida, kasutades saadaolevaid asteroidmaterjale või kivimeid Moon or Marss? Teadmised mikroobide ja mineraalide koostoimetest ruum peetakse oluliseks ka selle potentsiaali tõttu pinnase moodustamisel, biokoorikute moodustumisel suletud rõhu all tühikud, regoliidi kasutamine (tahke materjali kiht aluspõhjakivimite kohal) ja ehitusmaterjalide tootmine. Ruum biokaevandamise katsed kavandati just nendel põhjustel, et mõista muutunud gravitatsiooni mõju.  

Selleks Euroopa Ruum Agentuur viis Internationalil läbi BioRocki eksperimendi Ruum Jaam (ISS) 2019. aastal. Katsete eesmärk oli uurida haruldaste ainete bioleostumist.maa elemendid basaltkivimitest kolmes gravitatsioonitingimustes, nimelt. mikrogravitatsioon, simuleeritud Marss gravitatsiooni ja simuleeritud Earth gravitatsiooni. Kolm bakteriliiki, Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilisja Cupriavidus metallidurans uuringus kasutati. Testitud hüpotees oli, kui "erinevad gravitatsioonirežiimid võivad mõjutada rakkude lõplikku kontsentratsiooni, mis saavutatakse pärast mitmenädalast ruumis viibimist''. Tulemused näitasid, et erinevatel gravitatsioonitingimustel ei ole olulist mõju lõplikele bakterirakkude arvule, mis tähendab, et pleegitamisprotsessi efektiivsus jääb erinevates gravitatsioonitingimustes samaks. Need BioRocki eksperimendi leiud näitavad, et ruumis saab läbi viia bakterite toetatud kaevandamist. Kosmose biokaevandamine on märkimisväärne avastus, millel näib olevat suur potentsiaal edaspidiseks ^(3,4).  

Pärast BioRocki uuringu edukust on praegu käimas BioAsteroidi eksperiment. Selles uuringus kasvatatakse baktereid ja seeni asteroidmaterjalil kosmosejaama mikrogravitatsiooni tingimustes inkubaatoris, et uurida biokile moodustumist, bioleostumist ja muid keemilisi ja bioloogilisi muutusi, sealhulgas geneetilisi transkriptsioonilisi muutusi.⁽⁵⁾.  

Nende hüppekividega liigub inimkond kindlasti edasi inim- asulad kaugemale planeet Earth.

***

viited:

1. NASA 2007. Lunar Regolith Biomining Workshopi aruanne. Internetis saadaval aadressil https://core.ac.uk/download/pdf/10547528.pdf  

2. Johnson DB., 2014. Biomining — biotehnoloogiad metallide kaevandamiseks ja taaskasutamiseks maakidest ja jäätmematerjalidest. Praegune arvamus biotehnoloogiast. 30. köide, detsember 2014, lk 24-31. DOI: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.04.008  

3. Cockell, CS, Santomartino, R., Finster, K. et al., 2020. Kosmosejaama biokaevandamise katse demonstreerib haruldaste muldmetallide elementide ekstraheerimist mikrogravitatsioonis ja Marsi gravitatsioonis. Avaldatud: 10. november 2020. Loodusteade 11, 5523 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19276-w 

4. Santomartino R., Waajen A. et al 2020. Mikrogravitatsiooni ja simuleeritud Marsi gravitatsiooni mõju puudub rahvusvahelises kosmosejaamas bakterirakkude lõplikele kontsentratsioonidele: rakendused kosmose bioproduktsioonile. Frontiers in Microbiology, 14. oktoober 2020. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.579156  

5. Ühendkuningriigi Kosmoseagentuur 2020. Pressiteade – biokaevandamise uuring võib avada tulevased asulad teistes maailmades. Avaldatud 5. detsembril 2020. Veebis saadaval aadressil https://www.gov.uk/government/news/biomining-study-could-unlock-future-settlements-on-other-worlds 

***