Biomining בחלל: אינצ'ינג לקראת יישובים אנושיים מעבר לכדור הארץ

הממצאים של ניסוי BioRock מצביעים על כך שניתן לבצע כרייה נתמכת חיידקים ב- שטח. בעקבות הצלחת מחקר BioRock, ניסוי BioAsteroid מתבצע כעת כעת. במחקר זה, חיידקים ופטריות גדלים על חומר אסטרואידי באינקובטור בתנאי מיקרו-כבידה של שטח תחנה על מנת לחקור היווצרות ביופילם, שטיפה ביולוגית ושינויים כימיים וביולוגיים אחרים, כולל השינויים התעתיקים הגנטיים. מֶרחָב כרייה ביולוגית היא תגלית משמעותית שנראה שיש לה פוטנציאל גדול קדימה.

בן אנוש התנחלויות מעבר כדור הארץ on ירח או על כוכבי לכת כמו מַאְדִים in שטח זה זמן רב נושא המדע הבדיוני. עם זאת, מחשבות רציניות ופעילויות מחקריות לקראת זה מתנהלות בשני העשורים האחרונים. אחת משאלות המפתח שעמדו בפני הקהילה המדעית הייתה כיצד לרכוש את החומרים (כגון חמצן, מים, חומרי בניין כולל מתכות ומינרלים וכו') הדרושים לביסוס נוכחות מקיימת ב- שטח ⁽¹⁾.  

ביומינינג כלומר, הפקת מתכות מעפרות דרך ביו-קטליזה שימוש במיקרואורגניזמים כמו חיידקים וארכיאה הוא בפועל לאורך זמן כוכב לכת כדור הארץ. נכון להיום, שיטה זו משמשת לשטיפה של סולפידים נחושת וטיפול מקדים בעפרות זהב וגם להפקת מתכות מעפרות מחומצנות ולהשבת מתכות מפסולת ⁽²⁾.   

האם ניתן להשתמש ביעילות בטכניקה של ביומינינג בתנאי מיקרו-כבידה בחוץ שטח לחלץ חומרים הדרושים עבור בן אנוש הסדרים? האם מיקרואורגניזמים יכולים לעזור לחלץ מתכת וחומרים באמצעות חומרים אסטרואידים או סלעים הזמינים עליהם ירח or מַאְדִים? ידע באינטראקציות בין מיקרובים למינרלים ב שטח נחשב גם חשוב בגלל הפוטנציאל שלו בהיווצרות קרקע, היווצרות קרום ביולוגי בלחץ סגור רווחים, שימוש בריגולית (שכבת חומר מוצק מעל סלעי יסוד) וייצור חומרי בנייה. מֶרחָב ניסויי ביומינינג תוכננו בדיוק מהסיבות הללו כדי להבין את ההשפעות של כוח המשיכה המשתנה.  

לשם כך, אירופאי מֶרחָב הסוכנות ביצעה את הניסוי של BioRock על הבינלאומי מֶרחָב Station (ISS) בשנת 2019. ניסויים תוכננו לחקור שטיפה ביולוגית של נדירים-כדור הארץ יסודות מסלע בזלתי בשלושה מצבי כבידה דהיינו. מיקרו-כבידה, מדומה מַאְדִים כוח הכבידה ומדומה כדור הארץ כוח משיכה. שלושה מיני חיידקים, Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis, ו Cupriavidus metallidurans שימשו במחקר. ההשערה שנבדקה הייתה אם "משטרי כבידה שונים יכולים להשפיע על ריכוזי התאים הסופיים שהושגו לאחר תקופה של מספר שבועות בחלל''. התוצאות לא הצביעו על השפעה משמעותית של תנאי כבידה שונים על ספירת תאי חיידקים סופית, מה שמרמז על כך שיעילות תהליך ההלבנה נשארת זהה בתנאי כבידה שונים. ממצאים אלה של ניסוי BioRock מצביעים על כך שניתן לבצע כרייה נתמכת חיידקים בחלל. כריית ביולוגי בחלל היא תגלית משמעותית שנראה שיש לה פוטנציאל גדול קדימה ^(3,4).  

בעקבות הצלחת מחקר BioRock, ניסוי ה-BioAsteroid מתנהל כעת. במחקר זה, חיידקים ופטריות גדלים על חומר אסטרואידי באינקובטור בתנאי מיקרו-כבידה של תחנת החלל על מנת לחקור היווצרות ביופילם, שטיפה ביולוגית ושינויים כימיים וביולוגיים אחרים, כולל השינויים התעתיקים הגנטיים⁽⁵⁾.  

עם אבני המדרך הללו, האנושות בוודאי צועדת קדימה בן אנוש התנחלויות מעבר כוכב לכת כדור הארץ.

***

הפניות:

1. נאס"א 2007. דו"ח סדנת כריית ביולוגית של הירח Regolith. זמין באינטרנט ב https://core.ac.uk/download/pdf/10547528.pdf  

2. Johnson DB., 2014. Biomining - ביוטכנולוגיות להפקה והשבת מתכות מעפרות וחומרי פסולת. חוות דעת נוכחית בביוטכנולוגיה. כרך 30, דצמבר 2014, עמודים 24-31. DOI: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.04.008  

3. Cockell, CS, Santomartino, R., Finster, K. et al., 2020. ניסוי ביומינציה של תחנת חלל מדגים מיצוי יסודות נדירים של כדור הארץ במיקרו-כבידה ובכבידה של מאדים. פורסם: 10 בנובמבר 2020. תקשורת טבע 11, 5523 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19276-w 

4. Santomartino R., Waajen A., et al 2020. אין השפעה של מיקרו-כבידה וכבידה מדומה של מאדים על ריכוזי תאי חיידקים סופיים בתחנת החלל הבינלאומית: יישומים לייצור ביולוגי בחלל. Frontiers in Microbiology., 14 באוקטובר 2020. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.579156  

5. סוכנות החלל הבריטית 2020. הודעה לעיתונות - מחקר ביומינציה עשוי לפתוח התנחלויות עתידיות בעולמות אחרים. פורסם ב-5 בדצמבר 2020. זמין באינטרנט בכתובת https://www.gov.uk/government/news/biomining-study-could-unlock-future-settlements-on-other-worlds 

***