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太空生物采矿:向地球以外的人类住区迈进

科学天文学与空间科学太空生物采矿:向地球以外的人类住区迈进

BioRock 实验的结果表明,可以在该空间进行细菌支持的采矿。 随着BioRock研究的成功,BioAsteroid实验目前正在进行中。 在这项研究中,细菌和真菌正在空间站微重力条件下的孵化器中的小行星材料上生长,以研究生物膜形成、生物浸出和其他化学和生物变化,包括遗传转录变化。 太空生物采矿是一项重大发现,似乎具有巨大的发展潜力。

地球以外的月球或火星等行星上的人类住区长期以来一直是科幻小说的主题。 然而,在过去的二十年里,对此的认真思考和研究活动一直在进行。 科学界面临的关键问题之一是如何获取在太空中建立自我维持存在所需的材料(如氧气、水、建筑材料,包括金属和矿物质等) (1).  

生物采矿,即通过从矿石中提取金属 生物催化 在地球上长期使用细菌和古细菌等微生物。 目前,这种方法用于浸出硫化铜和预处理金矿石,也用于从氧化矿石中提取金属和从废物中回收金属 (2).   

在外层空间的微重力条件下,生物采矿技术能否有效地用于提取人类住区所需的材料? 微生物能否帮助使用月球或月球上可用的小行星材料或岩石提取金属和材料? 三月? 空间中微生物-矿物质相互作用的知识也被认为很重要,因为它在土壤形成、封闭加压空间中生物结壳的形成、风化层的使用(基岩上的固体材料层)和建筑材料的生产方面具有潜力。 正是出于这些原因设计了太空生物采矿实验,以了解重力变化的影响。  

为此,欧洲航天局于 2019 年在国际空间站 (ISS) 上进行了 BioRock 实验。该实验旨在研究在三种重力条件下从玄武岩中生物浸出稀土元素的实验,即。 微重力、模拟火星重力和模拟地球重力。 三种细菌, 干燥鞘氨醇单胞菌, 枯草芽孢杆菌及 铜锈菌 被用于研究。 检验的假设是如果“不同的重力方案会影响在太空中停留数周后达到的最终细胞浓度''。 结果表明,不同重力条件对最终细菌细胞计数没有显着影响,这意味着漂白过程的功效在不同重力条件下保持相同。 BioRock 实验的这些发现表明,可以在太空中进行细菌支持的采矿。 太空生物采矿是一项重大发现,似乎具有很大的发展潜力 (3,4).  

随着BioRock研究的成功,BioAsteroid实验目前正在进行中。 在这项研究中,细菌和真菌在空间站微重力条件下的孵化器中生长在小行星材料上,以研究生物膜形成、生物浸出和其他化学和生物变化,包括遗传转录变化(5).  

有了这些垫脚石,人类肯定会朝着地球以外的人类住区迈进。

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参考文献:

  1. NASA 2007。月球风化层生物采矿研讨会报告。 可在线获取 https://core.ac.uk/download/pdf/10547528.pdf  
  1. Johnson DB.,2014 年。生物采矿 — 从矿石和废料中提取和回收金属的生物技术。 生物技术的最新观点。 第 30 卷,2014 年 24 月,第 31-XNUMX 页。 DOI: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.04.008  
  1. Cockell, CS、Santomartino, R.、Finster, K. 等人,2020 年。空间站生物采矿实验证明了在微重力和火星重力下提取稀土元素。 发表时间:10 年 2020 月 11 日。自然通讯 5523, 2020 (XNUMX)。 https://doi.org/10.1038/s41467-020-19276-w 
  1. Santomartino R.、Waajen A. 等人 2020。微重力和模拟火星重力对国际空间站上最终细菌细胞浓度没有影响:空间生物生产的应用。 微生物学前沿。,14 年 2020 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.579156  
  1. UK Space Agency 2020. 新闻稿 – 生物采矿研究可以开启其他世界的未来定居点。 5 年 2020 月 XNUMX 日发布。可在线获取: https://www.gov.uk/government/news/biomining-study-could-unlock-future-settlements-on-other-worlds 

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