The findings of the BioRock experiment indicate that bacterial supported mining can be carried out in the χώρος. Following the success of BioRock study, the BioAsteroid experiment is currently underway now. In this study, bacteria and fungi are being grown on asteroidal material in an incubator under microgravity condition of the χώρος station in order to study biofilm formation, bioleaching and other chemical and biological changes including the genetic transcriptional changes. Χώρος biomining is a significant discovery that seems to have a great potential going forward.
Ανθρώπινος settlements beyond Γη on Σελήνη ή επί πλανήτες Μου αρέσει Μάρτιος in χώρος have long been the theme of science fiction. However, serious thoughts and research activities towards this have been in progress in the last two decades. One of the key questions before the scientific community has been on how to acquire the materials (such as oxygen, water, building materials including metals and minerals etc.) needed to establish a self-sustaining presence in χώρος (1).
Βιοεξόρυξη, δηλαδή, εξόρυξη μετάλλων από μεταλλεύματα μέσω βιο-κατάλυση using microorganisms like bacteria and archaea is in practice for long on πλανήτης Γη. Currently, this method is used to leach copper sulfides and pretreat gold ores and also to extract metals from oxidised ores and to recover metals from wastes (2).
Can the technique of biomining be effectively used under microgravity conditions in outer χώρος to extract materials needed for ανθρώπινος settlements? Can microorganisms help extract metal and materials using asteroid materials or rocks available on Σελήνη or Μάρτιος? Knowledge of microbe–mineral interactions in χώρος is also considered important because of its potential in soil formation, formation of biocrusts in enclosed pressurised χώρων, use of regolith (layer of solid material over bedrocks) and production of construction materials. Χώρος biomining experiments were designed exactly for these reasons to understand effects of altered gravity.
To this end, European Χώρος Agency carried out the BioRock experiment on the International Χώρος Station (ISS) in 2019. Experiments were designed to study bioleaching of rare-γη elements from basaltic rock in three gravity conditions viz. microgravity, simulated Μάρτιος gravity and simulated Γη gravity. Three bacterial species, Sphingomonas desiccabilis, Το Bacillus subtilis, να Cupriavidus metallidurans χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη. Η υπόθεση που δοκιμάστηκε ήταν αν "διαφορετικά σχήματα βαρύτητας μπορούν να επηρεάσουν τις τελικές συγκεντρώσεις κυττάρων που επιτυγχάνονται μετά από μια περίοδο πολλών εβδομάδων στο διάστημα''. Τα αποτελέσματα δεν έδειξαν σημαντική επίδραση διαφορετικών συνθηκών βαρύτητας στον τελικό αριθμό βακτηριακών κυττάρων, υπονοώντας ότι η αποτελεσματικότητα της διαδικασίας λεύκανσης παραμένει ίδια υπό διαφορετικές συνθήκες βαρύτητας. Αυτά τα ευρήματα του πειράματος BioRock υποδεικνύουν ότι η εξόρυξη με υποστήριξη βακτηρίων μπορεί να πραγματοποιηθεί στον χώρο. Η διαστημική βιοεξόρυξη είναι μια σημαντική ανακάλυψη που φαίνεται να έχει μεγάλες δυνατότητες στο μέλλον (3,4).
Μετά την επιτυχία της μελέτης BioRock, το πείραμα BioAsteroid βρίσκεται σε εξέλιξη αυτή τη στιγμή. Σε αυτή τη μελέτη, βακτήρια και μύκητες αναπτύσσονται σε αστεροειδή υλικό σε θερμοκοιτίδα υπό συνθήκες μικροβαρύτητας του διαστημικού σταθμού, προκειμένου να μελετηθεί ο σχηματισμός βιοφίλμ, η βιοαπόπλυση και άλλες χημικές και βιολογικές αλλαγές, συμπεριλαμβανομένων των γενετικών μεταγραφικών αλλαγών(5).
With these stepping stones, the humanity is surely inching forward towards ανθρώπινος settlements beyond πλανήτης Γη.
***
αναφορές:
- NASA 2007. Έκθεση εργαστηρίου βιοεξόρυξης Lunar Regolith. Διαθέσιμο online στο https://core.ac.uk/download/pdf/10547528.pdf
- Johnson DB., 2014. Βιοεξόρυξη — βιοτεχνολογίες για εξόρυξη και ανάκτηση μετάλλων από μεταλλεύματα και απόβλητα υλικά. Τρέχουσα Γνώμη στη Βιοτεχνολογία. Τόμος 30, Δεκέμβριος 2014, Σελίδες 24-31. DOI: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.04.008
- Cockell, CS, Santomartino, R., Finster, K. et al., 2020. Το πείραμα βιοεξόρυξης του διαστημικού σταθμού καταδεικνύει την εξαγωγή στοιχείων σπάνιων γαιών στη μικροβαρύτητα και τη βαρύτητα του Άρη. Δημοσιεύθηκε: 10 Νοεμβρίου 2020. Nature Communication 11, 5523 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19276-w
- Santomartino R., Waajen A., et al 2020. Χωρίς επίδραση της μικροβαρύτητας και της προσομοιωμένης βαρύτητας του Άρη στις τελικές συγκεντρώσεις βακτηριακών κυττάρων στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό: Εφαρμογές στη Βιοπαραγωγή του Διαστήματος. Frontiers in Microbiology., 14 Οκτωβρίου 2020. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.579156
- UK Space Agency 2020. Δελτίο τύπου – Η μελέτη βιοεξόρυξης θα μπορούσε να ξεκλειδώσει μελλοντικούς οικισμούς σε άλλους κόσμους. Δημοσιεύθηκε στις 5 Δεκεμβρίου 2020. Διαθέσιμο στο διαδίκτυο στη διεύθυνση https://www.gov.uk/government/news/biomining-study-could-unlock-future-settlements-on-other-worlds
***
