Minerály vo vesmíre môžu byť o niečo jednoduchšie, ako si predstavujete – pomocou niektorých najmenších obyvateľov Zeme.
Pokusy na palube Medzinárodnej vesmírnej stanice ukázali, že baktérie môžu zvýšiť účinnosť ťažby vo vesmíre o viac ako 400 percent, čo ponúka oveľa ľahší spôsob prístupu k materiálom, ako sú horčík, železo a minerály vzácnych zemín, ktoré sa široko používajú v elektronike a výrobe zliatin. .
Tu na Zemi hrajú baktérie veľmi dôležitú úlohu pri získavaní minerálov zo Zeme. Podieľajú sa na prirodzenom zvetrávaní a ničení hornín, uvoľňujú minerály, ktoré obsahujú.
Táto schopnosť baktérií vylúhovať kovy z okolitého prostredia sa využila pri ťažbe; ťažba, má niekoľko výhod. To môže pomôcť napríklad znížiť závislosť od kyanidu pri ťažbe zlata. Baktérie môžu tiež pomôcť pri dekontaminácii kontaminovanej pôdy.
Vo vesmírnych prostrediach, ako sú asteroidy, Mesiac a dokonca aj Mars, bude ťažba cenným nástrojom pri budovaní ľudských základní. Dodávanie materiálov zo Zeme je drahé; dokonca aj najlacnejšia voľba, SpaceX Falcon Heavy, stojí 1 500 dolárov za kilogram užitočného zaťaženia. Vedci preto skúmali možnosť biologickej ťažby vo vesmíre.
„Mikroorganizmy sú veľmi rozmanité a pri pohybe do vesmíru sa dajú použiť na uskutočnenie mnohých procesov,“ vysvetlila astrobiologička Rosa Santomartino z University of Edinburgh vo Veľkej Británii. „Elementárna ťažba je potenciálne jednou z nich.“
V priebehu 10 rokov tím vyvinul malé zariadenie vo veľkosti zápalkovej škatule nazývané bioprospekčný reaktor, ktoré bolo možné ľahko prepraviť a nainštalovať na Medzinárodnú vesmírnu stanicu. Potom v júli 2019 bolo 18 z týchto bioprospekčných reaktorov odoslaných na ISS na experimenty na nízkej obežnej dráhe Zeme.
Každý reaktor na biomasu obsahoval bakteriálny roztok, do ktorého bol ponorený malý kúsok čadiča, vulkanickej horniny hojnej na Mesiaci. Počas troch týždňov bol čadič vystavený bakteriálnemu roztoku, aby sa určilo, či môžu baktérie vykonávať rovnakú funkciu zvetrávania hornín v podmienkach nízkej gravitácie.
Pri simulácii gravitácie Marsu, simulovaní gravitácie Zeme (pomocou centrifúgy) a mikrogravitácii tím experimentoval so samostatnými roztokmi troch rôznych baktérií: Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis a Cupriavidus metallidurans. Ako základ sa použil kontrolný roztok bez baktérií.
Vedci zistili, že v účinnosti vylúhovania baktérií nebol významný rozdiel v závislosti od gravitačných podmienok a pre B. subtilis a C. Metallidurans bola obnova vzácnych zemín nižšia a mierne odlišná od kontrolného roztoku.
Roztok S. desiccabilis však odstránil z čadiča podstatne viac minerálov vzácnych zemín ako z kontrolného roztoku.
„Pokiaľ ide o S. desiccabilis, vo všetkých jednotlivých vzácnych zeminách a za všetkých troch gravitačných podmienok na ISS organizmus vylúhoval z 111,9% na 429,2% nebiologických kontrol,“ píšu vedci vo svojom príspevku.
(Cockell a kol., Nature Communications, 2020).
Pretože sa predtým preukázalo, že mikrogravitácia ovplyvňuje mikrobiálne procesy, je podobnosť medzi koncentráciami minerálov vyťažených za všetkých troch gravitačných podmienok prekvapivá. Tím však poznamenal, že všetky tri baktérie dosiahli rovnaké koncentrácie za všetkých troch gravitačných podmienok, pravdepodobne preto, že na to mali dostatok živín.
Dospeli k záveru, že s dostatkom výživných látok je biodiverzita možná za rôznych gravitačných podmienok.
„Naše experimenty potvrdzujú vedeckú a technickú uskutočniteľnosť biologicky zvýšenej ťažby elementárnych zdrojov v slnečnej sústave,“ uviedol astrobiológ Charles Cockell z University of Edinburgh.
Aj keď nie je ekonomicky možné tieto prvky ťažiť vo vesmíre a preniesť ich na Zem, vesmírna bioťažba má potenciál podporovať sebestačnú prítomnosť človeka vo vesmíre.
Naše výsledky napríklad ukazujú, že výstavba robotických baní s ľudskou posádkou v oblasti Mesiaca Oceanus Procellarum, kde sa nachádzajú horniny s vysokou koncentráciou prvkov vzácnych zemín, by mohla byť jedným z plodných smerov vedeckého a ekonomického rozvoja ľudstva mimo Zeme. ““
Výskum je publikovaný v Nature Communications.
Zdroje: Foto: Baktéria Sphingomonas desiccabilis rastúca na čadiči je vpravo viditeľná v prírodne pórovitej hornine použitej v štúdii Biorock. Kredity: Rosa Santomartino, UK Center for Astrobiology / University of Edinburgh
