Ruimtebio-ontginning: beweeg na menslike nedersettings anderkant die aarde

Die bevindinge van die BioRock-eksperiment dui daarop dat bakterieë-ondersteunde mynbou in die ruimte uitgevoer kan word . Na die sukses van die BioRock-studie is die BioAsteroid-eksperiment tans aan die gang. In hierdie studie word bakterieë en swamme op asteroïde materiaal in 'n broeikas onder mikrogravitasie-toestande van die ruimtestasie gekweek om biofilmvorming, bio-uitloging en ander chemiese en biologiese veranderinge, insluitend die genetiese transkripsieveranderinge, te bestudeer. Ruimte- biomynbou is 'n beduidende ontdekking wat groot potensiaal vir die toekoms blyk te hê.

Menslike nedersettings buite die Aarde op die Maan of op planete soos Mars in die ruimte is lank reeds die tema van wetenskapfiksie. Ernstige gedagtes en navorsingsaktiwiteite hieroor is egter die afgelope twee dekades aan die gang. Een van die belangrikste vrae voor die wetenskaplike gemeenskap was hoe om die materiale (soos suurstof, water, boumateriaal, insluitend metale en minerale, ens.) te bekom wat nodig is om 'n selfonderhoudende teenwoordigheid in die ruimte te vestig ⁽¹⁾.

Biomynbou, d.w.s. die ontginning van metale uit ertse deur biokatalise met behulp van mikroörganismes soos bakterieë en argea, is al lank in die praktyk op planeet Aarde . Tans word hierdie metode gebruik om kopersulfiede te loog en goudertse voor te behandel, asook om metale uit geoksideerde ertse te ontgin en metale uit afval te herwin ⁽²⁾.

Kan die tegniek van biomynbou effektief onder mikrogravitasie-toestande in die buitenste ruimte gebruik word om materiale wat vir menslike nedersettings benodig word, te onttrek? Kan mikroörganismes help om metaal en materiale te onttrek deur asteroïdemateriale of rotse wat op die Maan of Mars beskikbaar is, te gebruik ? Kennis van mikrobe-mineraal-interaksies in die ruimte word ook as belangrik beskou vanweë die potensiaal daarvan in grondvorming, die vorming van biokorste in geslote ruimtes onder druk , die gebruik van regoliet (laag soliede materiaal oor rotse) en die produksie van konstruksiemateriaal. Ruimte -biomynbou-eksperimente is presies om hierdie redes ontwerp om die effekte van veranderde swaartekrag te verstaan.

Vir hierdie doel het die Europese Ruimteagentskap die BioRock-eksperiment in 2019 op die Internasionale Ruimtestasie (ISS) uitgevoer. Eksperimente is ontwerp om die bio-uitloging van seldsame aardelemente uit basaltiese gesteente in drie swaartekragtoestande te bestudeer , naamlik mikroswaartekrag, gesimuleerde Mars- swaartekrag en gesimuleerde Aarde- swaartekrag. Drie bakteriese spesies, Sphingomonas desiccabilis , Bacillus subtilis en Cupriavidus metallidurans, is in die studie gebruik. Die hipotese wat getoets is, was of " verskillende swaartekragregimes die finale selkonsentrasies wat na 'n tydperk van verskeie weke in die ruimte bereik word, kan beïnvloed ". Die resultate het geen beduidende effek van verskillende swaartekragtoestande op die finale bakteriese seltellings voorgestel nie, wat impliseer dat die doeltreffendheid van die bleikproses dieselfde bly onder verskillende swaartekragtoestande. Hierdie bevindinge van die BioRock-eksperiment dui daarop dat bakteries ondersteunde mynbou in die ruimte uitgevoer kan word. Ruimte-biomynbou is 'n beduidende ontdekking wat groot potensiaal vir die toekoms blyk te hê ^(3,4).

Na die sukses van die BioRock-studie is die BioAsteroid-eksperiment tans aan die gang. In hierdie studie word bakterieë en swamme op asteroïde materiaal in 'n broeikas onder mikrogravitasietoestande van die ruimtestasie gekweek om biofilmvorming, bio-uitloging en ander chemiese en biologiese veranderinge, insluitend die genetiese transkripsieveranderinge ^(5), te bestudeer.

Met hierdie treë beweeg die mensdom sekerlik vorentoe na menslike nedersettings buite planeet Aarde.

***

Verwysings:

1. NASA 2007. Lunar Regolith Biomining Workshop Report. Aanlyn beskikbaar by https://core.ac.uk/download/pdf/10547528.pdf  

2. Johnson DB., 2014. Biomynbou — biotegnologieë vir die ontginning en herwinning van metale uit ertse en afvalmateriaal. Huidige mening in biotegnologie. Jaargang 30, Desember 2014, Bladsye 24-31. DOI: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.04.008  

3. Cockell, CS, Santomartino, R., Finster, K. et al., 2020. Ruimtestasie-biomyneksperiment demonstreer die onttrekking van seldsame aardelemente in mikroswaartekrag en Mars-swaartekrag. Gepubliseer: 10 November 2020. Nature Communication 11, 5523 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19276-w 

4. Santomartino R., Waajen A., et al 2020. Geen effek van mikroswaartekrag en gesimuleerde Mars-swaartekrag op finale bakteriële selkonsentrasies op die internasionale ruimtestasie: toepassings op ruimtebioproduksie. Frontiers in Microbiology., 14 Oktober 2020. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.579156  

5. UK Space Agency 2020. Persverklaring - Biomynboustudie kan toekomstige nedersettings op ander wêrelde ontsluit. Gepubliseer 5 Desember 2020. Aanlyn beskikbaar by https://www.gov.uk/government/news/biomining-study-could-unlock-future-settlements-on-other-worlds 

***