Микроби "биоминьори" може да помогнат в заселването на Луната и Марс

© UK Centre for Astrobiology/University of Edinburgh

Микробите могат да бъдат ключов партньор в стремежа на човечеството да се разсели извън Земята. Бактериите успешно извличат ресурси от скали в микрогравитация и при симулирана гравитация, подобна на тази на Марс, което предполага, че "биодобивът" на полезни материали има реален потенциал да подпомогне заселването извън Земята, се казва в ново проучване.

Биодобивът е установена практика на Земята - микробите помагат да се катализира извличането на мед и злато от скали например. Но остава неясно колко добре могат да работят такива организми на Марс, Луната или на астероид, предвид много различните условия на гравитация на тези места.

Британски учени показаха как астронавтите на Луната или Марс един ден могат да добиват важни метали с помощта на бактерии. В първия по рода си експеримент на Международната космическа станция (МКС) микробите са успели да извлекат редкоземни елементи (rare-Earth elements - REE) от парчета скали, донесени от Земята.

REE (които първоначално изглеждаха оскъдни тук на Земята, откъдето идва и подвеждащото име) са набор от 17 елемента, които са ключови компоненти в много електроника и са важни за производството на различни метални сплави, благодарение на техните уникални каталитични и магнитни свойства.

Биодобивът на редкоземни елементи може да подсигури бъдещите космически изследвания, смятат авторите на изследването, публикувано в списание Nature Communications.

В момента всичко, необходимо за оцеляване в друг свят, трябва да се носи от Земята - от въздуха, който астронавтите дишат, до всякакви материали, от които се нуждаят за поддръжка и ремонт.

© UK Centre for Astrobiology/University of Edinburgh

Транспортирането на цялата тази маса е енергоемко и скъпо, поради което има все по-голям фокус върху опитите да се намерят начини за използване на вече наличните ресурси.

"Където и да се намирате в космоса, независимо дали изграждате селище на астероиди, Луна или Марс - ще ви трябват елементи за изграждане на вашата цивилизация", казва проф. Чарлз Кокъл от британския Център по астробиология към Университета в Единбург пред Би Би Си.

"Това, което нашият експеримент BioRock показа, е, че биодобивът е само един от начините, по който бихме могли да извлечем полезни елементи от скалите, за да поддържаме дългосрочно човешко присъствие извън Земята."

Екипът на Кокъл е разработил малки биореактори - кутии, съдържащи базалтова скала и микроби, за които е известно, че извличат метали от минерали.

© UK Centre for Astrobiology/University of Edinburgh

BioRock тества способността на три бактериални вида - Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis и Cupriavidus metallidurans - да извличат редкоземни елементи в променена гравитация. Типът скала е специално избран - базалтът, който се образува от охладена лава, е често срещан на Луната и Марс, както и на Земята.

Реакторите са изпратени на МКС и поставени в центрофуга, където са въртяни с различна скорост, за да симулират гравитацията на Земята и на Марс. Друг реактор е работил изцяло в нулевата гравитация на орбиталната лаборатория.

Екипът е искал да провери дали микроорганизмите, които обикновено изваждат REE от скалите тук на Земята, също ще направят същото в космоса.

Намалената гравитация може да стресира микробите, което да ги накара да се държат по различен начин. И за два вида бактерии в експеримента BioRock, тяхната способност да извличат метали е била значително намалена.

© ESA

Но Sphingomonas desiccabilis не е била засегната и безпроблемно е добивала REE от базалта, включително неодим, церий и лантан.

"За първи път в космоса някой умишлено извлече икономически интересен елемент от извънземен аналогов материал като базалт", казва Кокъл. "Това наистина е първият експеримент за добив в космоса, ако искате. Всъщност не създадохме икономически полезни количества редки земни елементи, но демонстрирахме принципа."

Понастоящем около 20% от медта и златото в света се добиват с помощта на микробни процеси.

През последните години тече дебат за добива на ресурси на планети и астероиди, които след това могат да бъдат върнати на Земята. За момента все още би било по-евтино да търсите - и добивате - руди на Земята, смята Кокъл, но аргументът за използването на местни ресурси на други светове е убедителен.

Астронавтите на НАСА ще се опитат да използват подпочвен лед за питейна вода, когато се върнат на Луната по-късно през това десетилетие. А през следващата година американският марсоход Perseverance ще проведе експеримент за произвеждането на кислород от атмосферата на Марс, която е предимно въглероден диоксид.

По-рано през седмицата Европейската космическа агенция (ESA) сключи договор с британската компания Metalysis за разработването на метод за извличането на кислород от лунния прах, като в същото време добива алуминий, желязо и други метали.

BioRock на МКС скоро ще бъде последван от BioAsteroid - повторение на реакторния експеримент, но с натрошен астероиден материал, а не с парчета исландска вулканична скала, използвани в първото проучване.