آزمایش موفقیت‌آمیز «معدن‌کاری زیستی» در فضا؛ میکروب‌ها فلزات گران‌بها را از شهاب‌سنگ استخراج کردند

استخراج فلزات گران‌بها با کمک زیست‌فناوری در مدار زمین

استفاده از میکروارگانیسم‌ها برای استخراج معدنی از شهاب‌سنگ‌ها می‌تواند راهکاری مؤثر برای تأمین فلزات گران‌بها در مأموریت‌های اکتشافی فضایی محسوب شود. این فرضیه در قالب یک آزمایش پیشگامانه بر روی شهاب‌سنگ در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ای‌اس‌اس) مورد بررسی قرار گرفت تا تأثیر محیط کم‌گرانش بر این فرایند مشخص شود.

این مطالعه که حاصل همکاری پژوهشگرانی از دانشگاه کرنل و دانشگاه ادینبرو است، شامل آزمایشی بود که توسط فضانورد ناسا، مایکل اسکات هاپکینز، انجام شد. به گزارش بخش اقتصاد وبانگاه بر اساس داده‌های منتشرشده در ایسنا، این آزمایش احتمالا نخستین نمونه از نوع خود در ایستگاه فضایی بین‌المللی بر روی شهاب‌سنگ بوده است.

در این پژوهش از دو نوع میکروارگانیسم متفاوت شامل باکتری اسفینگوموناس دسی‌کابلیس و قارچ پنی‌سیلیوم سیمپلیسیسیموم برای جداسازی مواد معدنی استفاده شد. پژوهشگران با هدف مقایسه عملکرد این دو گونه، عملکرد آن‌ها را در استخراج مواد مورد ارزیابی قرار دادند.

نقش اسیدهای کربوکسیلیک در جداسازی فلزات

میکروب‌ها با تولید اسیدهای کربوکسیلیک، فرایند «استخراج معدنی» را انجام دادند. این اسیدها به مواد معدنی موجود در ساختار شهاب‌سنگ‌ها متصل شده و به آزادسازی آن‌ها در یک محلول مایع کمک می‌کنند. محققان قصد داشتند عملکرد این شیوه استخراج را در فضا با نمونه‌های زمینی مقایسه کنند.

آلساندرو استیرپه، پژوهشگر کرنل، اعلام کرد که اگرچه این روش در هر دو محیط عملکرد مشابهی داشت، اما تفاوت‌های قابل توجهی مشاهده شد. نکته مهم این بود که محیط فضا متابولیسم قارچ را دگرگون ساخت و این تغییر منجر به افزایش چشمگیر تولید مولکول‌هایی مانند اسیدهای کربوکسیلیک شد.

این افزایش در تولید مولکول‌های اسیدی، آزادسازی فلزات ارزشمندی نظیر پالادیوم و همچنین پلاتین و سایر عناصر را تقویت کرد. با این حال، محققان هشدار دادند که متغیرهای متعددی در این فرایند دخیل هستند و نتایج به سادگی قابل جمع‌بندی نیستند.

اهمیت توسعه منابع فضایی

به گفته سانتومارتینو، نرخ استخراج با توجه به نوع فلز مورد نظر، گونه میکروب و شرایط گرانشی، تفاوت‌های زیادی را نشان می‌دهد که نیازمند بررسی‌های بیشتر است. اهمیت تولید منابع در فضا با توجه به بررسی شرکت‌ها و آژانس‌های فضایی برای کاهش هزینه‌های سفرهای طولانی‌مدت افزایش یافته است؛ استخراج منابع در محل به جای ارسال آن‌ها از زمین می‌تواند گام مهمی در جهت کاهش هزینه‌ها باشد.

فلزاتی مانند پالادیوم، که کاربردهای تخصصی متعددی در فناوری‌های پیشرفته دارند، به دلیل ارزش بسیار بالای خود، حتی در مقادیر اندک، هدف اصلی این تحقیقات هستند. شرکت‌هایی مانند استروفورج نیز فعالانه بر استخراج از سیارک‌ها تمرکز دارند، هرچند روش آن‌ها مبتنی بر لیزر و آهنربا است و بر میکروارگانیسم‌ها تکیه ندارد.