يمكنهم المساعدة في التعدين في الفضاء ... البكتيريا

ستجد في الفضاء رواسب غنية بالمعادن النادرة ، مثل نظير الهيليوم Hel-3 ، الذي يوجد بكميات ضئيلة على كوكبنا وهو وقود فعال لمهام الفضاء المستقبلية ، ولكنه أيضًا واحد يمكن أن يكون مصدرا فعالا للطاقة. ولكن هناك مواد خام أخرى في الصخور الفضائية: البلاتين والتنغستن والإيريديوم والأوزميوم والبلاديوم والرينيوم والروديوم والروثينيوم. يمكن أن يكون الجليد في الفضاء أيضًا عنصرًا مهمًا لمهام الاستعمار المحتملة.

لن يكون من السهل استخراج المعادن من الصخور المتطايرة في الفضاء. لن تكون رخيصة أيضًا ، لكن الثروة هناك يجب أن تسمح للشركات التي تختار الاستثمار في التعدين الفضائي بإعادة تمويل النفقات التي تكبدتها. أكثر من 500 كويكب ، تقدر قيمة كل منها بأكثر من 100 تريليون دولار ، تدور في فضاء النظام الشمسي. وتجدر الإشارة إلى أن هذه هي فقط تلك التي تم فحصها من قبل البشر ، على الأقل لفترة قصيرة ، لأنه يمكن أن يكون هناك المزيد.

مصدر الصورة: Pixabay

التعدين في الفضاء

يتطلب إنشاء وجود بشري دائم في الفضاء الحصول على الموارد اللازمة في الموقع. قد يكون إرسال المواد من الأرض منطقيًا فقط في بداية المشروع ، ومع مرور الوقت يصبح مكلفًا للغاية. حتى مع الخيار الأرخص ، صاروخ فالكون الثقيل من SpaceX ، فإن كيلوغرامًا من البضائع يكلف حوالي 1500 دولار.

في البيئات الفضائية مثل الكويكبات والقمر والمريخ ، سيكون استخراج المواد أمرًا حيويًا في بناء المنشآت البشرية. على الرغم من أن الكويكبات والقمر يوفران مصادر وفيرة للعديد من المعادن التي نحتاجها بالتأكيد ، فإن هذا ينشأ
سؤال: كيف يمكن الحصول عليها في مثل هذه البيئة المختلفة؟ يمكن أن تكون البكتيريا مفيدة.

يمكن أن تساعد البكتيريا في التعدين

أظهرت التجارب التي أُجريت على محطة الفضاء الدولية أن البكتيريا يمكنها تحسين كفاءة التعدين في الفضاء بأكثر من 400 في المائة وتوفير وصول أسهل إلى مواد مثل المغنيسيوم والحديد والمعادن الأرضية النادرة ، والتي تستخدم على نطاق واسع في الإلكترونيات.

على الأرض ، تلعب البكتيريا دورًا مهمًا جدًا في استخراج المعادن. يشاركون في التجوية الطبيعية وتحلل الصخور وإطلاق المعادن التي تحتوي عليها. تم استخدام هذه القدرة لدعم التعدين من قبل البشر. التعدين الحيوي له مزايا عديدة. على سبيل المثال ، يمكن أن يساعد في تقليل الاعتماد على السيانيد في تعدين الذهب. يمكن أن تساعد البكتيريا أيضًا في تطهير التربة الملوثة.
وقالت روزا سانتومارتينو من جامعة إدنبرة في المملكة المتحدة: "الكائنات الدقيقة متعددة الاستخدامات ويمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من العمليات في الفضاء. - من المحتمل أن يكون استخراج المواد الخام أحد هذه العمليات".

تجارب على محطة الفضاء الدولية

لطالما تساءل العلماء عما يجب فعله لجعل التعدين في الفضاء خيارًا قابلاً للتطبيق. تم لفت انتباهك إلى البكتيريا. طور فريق دولي جهازًا صغيرًا بحجم علبة الثقاب كان من المفترض أن يكون بمثابة حقل اختبار لإنتاج الغاز الحيوي. تم إرسال 18 مفاعلًا من مفاعلات الغاز الحيوي ، كما أطلق عليها العلماء ، إلى محطة الفضاء الدولية في يوليو 2019 لإجراء تجارب في مدار منخفض حول الأرض في ظل ظروف الجاذبية الصغرى.
وضع الباحثون قطعة من البازلت - نوع من الصخور البركانية التي توجد بكميات كبيرة على القمر - في كل من المفاعلات. تم غمر قطع البازلت هذه في محاليل من ثلاثة أنواع مختلفة من البكتيريا - Sphingomonas desiccabilis و Bacillus subtilis و Cupriavidus metallidurans - لمدة ثلاثة أسابيع. أراد العلماء اختبار ما إذا كان الغاز الحيوي ، الذي يتم استخدامه بنجاح على الأرض ، يمكن استخدامه أيضًا في الفضاء.

على متن محطة الفضاء الدولية ، تم تقسيم مفاعلات الغاز الحيوي إلى ثلاث مجموعات. تم وضع أحدهما في جهاز طرد مركزي يحاكي جاذبية الأرض ، والثاني دخل أيضًا في جهاز طرد مركزي يحاكي الجاذبية على المريخ (حوالي 30 بالمائة من جاذبية الأرض) ، والثالث ظل تحت ظروف الجاذبية الصغرى. تم استخدام محلول التحكم بدون بكتيريا كنقطة مرجعية.

ألا تهم الجاذبية؟

أظهرت نتائج التجارب ، التي ظهرت في مجلة Nature Communications ، أن الجاذبية الصغرى ، ولكن أيضًا محاكاة الجاذبية ، الأرضية والمريخية ، لم تغير على وجه التحديد عمل البكتيريا. في B. subtilis و C. metallidurans ، لم يختلف استخراج المعادن الأرضية النادرة اختلافًا كبيرًا عن محلول التحكم. لكن محلول S. desiccabilis استخرج العديد من المعادن الأرضية النادرة من البازلت أكثر من محلول التحكم في ظل ظروف الجاذبية الثلاثة على محطة الفضاء الدولية. اكتسبت هذه البكتيريا السيريوم والنيوديميوم مع إنتاج مماثل لتلك الموجودة على الأرض. يجب أن نضيف هنا أن طرق الغاز الحيوي أكثر كفاءة بأربع مرات من التقنيات غير البيولوجية.

لقد ثبت أن الجاذبية الصغرى تؤثر على العمليات الميكروبيولوجية من قبل ، لذا فإن التشابه بين تركيزات المعادن التي تم الحصول عليها في ظل ظروف الجاذبية الثلاثة كان مفاجئًا بعض الشيء. ومع ذلك ، وجد الفريق أن البكتيريا الثلاثة وصلت إلى تركيزات متشابهة في ظل ظروف الجاذبية الثلاثة ، على الأرجح لأن لديهم ما يكفي من العناصر الغذائية
توصل الباحثون إلى استنتاج مفاده أنه مع وجود ما يكفي من العناصر الغذائية ، يمكن إنتاج الغاز الحيوي في ظل ظروف الجاذبية المختلفة. - تدعم تجاربنا الجدوى العلمية والتكنولوجية لاستخراج عناصر النظام الشمسي بمساعدة بيولوجية "، كما قال عالم الأحياء الفلكية تشارلز كوكيل من جامعة إدنبرة.

على الرغم من أنه من غير المجدي اقتصاديًا حاليًا استخراج المواد الخام في الفضاء وإحضارها إلى الأرض ، فإن التعدين البيولوجي لديه القدرة على دعم الوجود البشري المستدام ذاتيًا في الفضاء.

أخبار خزان العلوم

يمكنهم المساعدة في التعدين في الفضاء ... البكتيريا