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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,细菌支持的采矿可以在 空间。继BioRock研究成功之后,BioAsteroid实验目前正在进行中。在这项研究中,细菌和真菌在微重力条件下的培养箱中的小行星材料上生长。 空间 站的目的是研究生物膜形成、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。

以人为本 以外的定居点 地球 on Moon 行星 喜欢 三月 in 空间 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。摆在科学界面前的关键问题之一是如何获取在地球上建立自我维持存在所需的材料(例如氧气、水、包括金属和矿物质在内的建筑材料等)。 空间 (1).  

生物采矿,即通过从矿石中提取金属 生物催化 使用细菌和古细菌等微生物的实践已由来已久 行星 地球。目前,该方法用于浸出硫化铜和预处理金矿石,还用于从氧化矿石中提取金属以及从废物中回收金属 (2).   

生物采矿技术能否在外太空微重力条件下有效应用? 空间 提取所需材料 定居点?微生物能否利用小行星物质或岩石来帮助提取金属和材料? Moon or 三月?微生物与矿物质相互作用的知识 空间 由于其在土壤形成、封闭加压生物结皮形成方面的潜力,也被认为很重要 剩余名额、风化层(基岩上的固体材料层)的使用以及建筑材料的生产。 太空 生物采矿实验正是出于这些原因而设计的,以了解重力改变的影响。  

为此,欧洲 太空 该机构在国际上进行了 BioRock 实验 太空 2019 年国际空间站 (ISS)。实验旨在研究稀有物质的生物浸出地球 玄武岩元素在三种重力条件下,即。微重力,模拟 三月 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).  

有了这些踏脚石,人类必将一步步迈向 以外的定居点 行星 地球.

***

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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乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
科学记者| 《科学欧洲》杂志创始人编辑

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