На МКС запускают эксперимент по добыче полезных ископаемых в космосе с помощью микробов

Колонии бактерий вида Sphingomonas desiccabilis, одного их трёх микробов, участвующих в эксперименте. На микрофотографии микроорганизмы находятся на поверхности базальта.

Иллюстрация UK Centre for Astrobiology/University of Edinburgh.

Биоплёнка на поверхности базальта.

Фото Rosa Santomartino, UK Centre for Astrobiology/University of Edinburgh.

Шесть реакторов для биодобычи, которые будут отправлены на МКС.

Фото Rosa Santomartino, UK Centre for Astrobiology/University of Edinburgh.

Космический корабль Dragon, который должен отправиться на МКС этой ночью, доставит на орбиту оборудование для уникального эксперимента. Биологи проверят, как бактерии справляются с добычей полезных ископаемых в невесомости и при имитации марсианского тяготения. Исследование может стать важным шагом на тернистом пути освоения других планет.

Геохимики давно доказали, что на Земле практически все процессы накопления осадочных пород (в том числе и большинства полезных ископаемых) идут с активным участием микробов. Конечно, они шли бы и на безжизненной планете, но микроорганизмы делают эти процессы многократно более эффективными.

В таком случае можно ли заставить бактерии и грибы проделать обратную работу и извлечь из пород ценные элементы? Да, и такие технологии давно в ходу. Это называется биодобычей (biomining).

Но можно ли адаптировать эти земные методы к условиям других планет? Вопрос непростой. Иной состав атмосферы, давление, температура, радиация и другие факторы могут непредсказуемым образом сказаться на деятельности микробов.

Биоплёнка на поверхности базальта.

Эксперимент BioRock, стартующий на МКС, станет первым шагом на пути к тому, чтобы выяснить это. Учёные начали с малого: предстоит проверить, как на процессах биодобычи сказывается невесомость. Проект предусматривает симуляцию марсианского тяготения (путём использования центробежной силы).

"Мы изучаем три типа микробов", – рассказывает главный исследователь проекта Чарльз Кокелл (Charles Cockell) из Эдинбургского университета.

Эксперимент на МКС даст учёным возможность сравнить поведение различных микробов при биодобыче в космической среде.

Жизнедеятельность микробов в невесомости до сих пор недостаточно изучена. Известно, например, что бактерии при этом склонны образовывать более толстые биоплёнки, принимающие к тому же необычные формы. Но исследователи не знают, как это скажется на процессах биодобычи.

Кроме того, неясно, как на деятельность бактерий повлияет отсутствие конвекции (в невесомости тёплый воздух не легче холодного и не поднимается вверх, уступая ему место).

Добавим, что в эксперименте используются базальтовые породы. Это удобно по двум причинам. Во-первых, базальт – одна из самых распространённых в Солнечной системе пород, так что космическим геологам наверняка придётся с ним столкнуться. Во-вторых, базальты богаты микроскопическими полостями, а это своего рода естественные "домики" для микробов.

Микроскопическим труженикам предстоит извлечь из камня более 20 различных химических элементов. Результаты их усилий будут тщательно изучены после возвращения экспериментальных образцов на Землю.

"В эксперименте BioRock мы начинаем собирать вместе кусочки паззла, – рассказывает Кокелл. – Знания о том, как микробы взаимодействуют, растут и извлекают элементы с поверхности породы в условиях микрогравитации и имитации гравитации Марса, позволят нам понять, влияет ли низкая гравитация на способность микроорганизмов прикрепляться к поверхности породы и выполнять биодобычу. Другими словами, возможна ли внеземная биодобыча".

Шесть реакторов для биодобычи, которые будут отправлены на МКС.

С гравитацией Марса всё понятно, человечество давно собирается колонизировать Красную планету. Но зачем нужна биодобыча в невесомости? Едва ли в закоулках МКС завалялось месторождение-другое какой-нибудь руды.

Разумеется, вряд ли бактериям когда-нибудь придётся добывать полезные ископаемые в полной невесомости: если нет веса, значит, нет и небесного тела. Однако её можно рассматривать как предельный случай низкой гравитации. Если будет показано, что даже невесомость не мешает биодобыче, то смена земного тяготения на марсианское не помешает тем более.

Кроме того, некоторые компании разрабатывают проекты по добыче минералов на астероидах. Тяготение на них столь ничтожно, что не слишком отличается от невесомости. И уж конечно возить с небесного камня выгоднее не "сырую" руду, а как можно более обогащённое вещество: в космическом путешествии каждый перевозимый грамм обходится в кругленькую сумму.

Естественно, на астероиде даже для самых живучих микробов придётся устраивать "обитаемую камеру" с приемлемой температурой и давлением (на Марсе, возможно, без этого удастся обойтись). Но эксперимент, по крайней мере, позволит выяснить, не будет ли необходимо имитировать ещё и приличную гравитацию.

"Мы надеемся получить представление о том, как растут микробы в космосе, и как мы можем использовать их в исследованиях и освоении человеком космоса, от добычи полезных ископаемых до превращения горных пород в почвы на Луне и Марсе", – заключает Кокелл.

С подробным планом эксперимента и описанием оборудования можно ознакомиться в научной статье, опубликованной в издании International Journal of Astrobiology.

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, как добывать на Марсе кислород и воду, а также выращивать овощи.