Експерименти на борту Міжнародної космічної станції показали, що бактерії можуть видобувати корисні копалини в космосі з ефективністю до 400% від земної норми. Завдяки їм у людства з'явиться спосіб видобувати з астероїдів магній, залізо і рідкоземельні мінерали, які ми широко використовуємо в електроніці і сплавах.
Добувати мінерали в космосі може бути трохи простіше, ніж ми думали - і допоможуть нам в цьому мікроби
На Землі бактерії відіграють дуже важливу роль у вилученні мінералів із землі. Вони беруть участь у природному вивітрюванні і руйнуванні гірських порід, вивільняючи містяться в них речовини. Здатність по виклацанню металів з навколишнього середовища вже використовується в гірничодобувних підприємствах - це так званий біомайнінг, який володіє низкою переваг. Наприклад, він допомагає знизити залежність від ціаніду при видобутку золота. Бактерії також можуть сприяти знезараженню забрудненого ґрунту.
У космічних середовищах, таких як астероїди, Місяць і навіть Марс, видобуток корисних копалин буде цінним інструментом. Доставка матеріалів із Землі коштує неймовірно дорого; навіть використання найдешевшого на сьогоднішній день варіанту, Falcon Heavy від SpaceX, обійдеться в $1500 за кілограм корисного навантаження. Тому дослідники активно вивчають технологію біодобутку в космосі.
"Мікроорганізми дуже різноманітні. Так що, у міру того, як ми будемо освоювати космос, їх можна використовувати для виконання безлічі процесів ", - пояснила астробіолог Роза Сантомартіно з Единбурзького університету у Великобританії.
За 10 років команда розробила невеликий пристрій розміром із сірниковий коробок, названий «реактором біорозробки», який можна перевезти і встановити на МКС. У липні 2019 року 18 таких реакторів були відправлені на космічну станцію для експериментів.
Кожен реактор біодобування містив бактеріальний розчин, всередині якого знаходився невеликий шматок базальту, вулканічної породи, яка в достатку зустрічається на Місяці. Протягом тритижневого періоду базальт у кожному реакторі піддавався впливу бактеріального розчину, щоб визначити, чи можуть бактерії виконувати функцію виклацання гірських порід в умовах низької гравітації.
Моделюючи гравітацію Марса, Землі (з використанням центрифуги) і умови мікрогравітації, команда провела експерименти з окремими розчинами трьох різних бактерій: Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis и Cupriavidus Metallidurans. Контрольний розчин без бактерій використовували як відправну точку і порівняльний зразок.
Дослідники виявили, що ефективність бактеріального виклацання при зміні сили тяжкості змінювалася незначно. Для В. subtilis и C. Metallidurans рівень вилучення рідкоземельних мінералів був трохи нижче норми. Тільки розчин S. desiccabilis показав, що бактерії витягли з базальта значно більше рідкоземельних мінералів, ніж їх сородичі в контрольному розчині.
Вчені прийшли до висновку, що при достатній кількості поживних речовин біовидобування можлива навіть умовах сили тяжкості, відмінної від земної. "Наші експерименти підтверджують наукову і технічну здійсненність біологічно посиленого видобутку елементарних ресурсів у Сонячній системі. Хоча видобувати ці елементи в космосі для того, щоб доставляти їх на Землю, економічно недоцільно, космічна біомінерація потенційно могла б підтримувати колонії людей на інших планетах ", - заявив астробіолог Чарльз Кокелл з Единбурзького університету.