Астронавты использовали бактерии для извлечения полезных металлов из пород
Новый метод добычи ресурсов на Земле или других небесных телах может полагаться на бактерии. Эксперимент команды исследования Biorock Европейского космического агентства (ESA) показывает, что процесс «биодобычи» может быть наиболее эффективным способом сбора некоторых материалов в космосе.
Эксперимент по биодобыче в космосе
В 2019 году команда Biorock показала, что может извлекать редкоземельные элементы (РЗЭ) с помощью биоплёнки на базальте — магматической породе, присутствующей на Марсе и Луне. РЗЭ широко используются в промышленности и высоких технологиях, но их добыча традиционными методами часто нерентабельна.
Новое исследование сосредоточено на сборе данных по ванадию — металлу, используемому для упрочнения стали, создания сверхпроводящих устройств и аккумуляторов. Эти данные были собраны одновременно с исходными данными по РЗЭ.
Методология
В исследовании использовали три типа бактерий:
Sphingomonas desiccabilis
Bacillus subtilis
Cupriavidus metallidurans
Астронавты кормили их питательной средой R2A. Вместо измельчения базальта использовали его тонкие срезы, взятые из карьера в Исландии. Этот базальт очень похож на породы Луны и Марса.
Образцы доставили на МКС и поместили в инкубатор KUBIK:
- Две ёмкости вращали, имитируя марсианскую и лунную гравитацию.
- Третью ёмкость оставили неподвижной (условия микрогравитации).
- Контрольный образец находился в Исследовательском центре NASA Ames.
- Также использовали «стерильные» камеры без бактерий на всех уровнях гравитации для контроля.
Неожиданный результат: гравитация не имеет значения
Исследователи предполагали, что разная гравитация существенно повлияет на эффективность бактерий, так как она влияет на седиментацию и конвекцию — процессы, важные для доступа бактерий к субстрату.
Однако гравитация почти не оказала влияния на эффективность извлечения ванадия. Образцы с Sphingomonas desiccabilis и Bacillus subtilis были намного эффективнее стерильных контролей, производя в среднем на 184% и 283% больше ванадия на всех трёх уровнях гравитации.
Возможное объяснение отсутствия гравитационного эффекта — длительность эксперимента (21 день), которая позволила микроорганизмам достичь высокой концентрации. Более короткие периоды роста могли бы показать большее влияние седиментации и конвекции.
Выводы и перспективы
Эксперименты Biorock демонстрируют жизнеспособность использования методов биодобычи в космосе, по крайней мере, в малых масштабах. Масштабирование до промышленных процессов, необходимых для экономичной добычи на Луне или астероиде, потребует дополнительных исследований.