Mikrobi v kosmu: Tajemství těžby asteroidů odhaleno na ISS

Budoucnost vesmírných kolonií by mohla záviset na obřích nádržích s bakteriemi těžícími kovy.

Mnohé asteroidy jsou bohaté na kovy, na kterých je moderní technologie závislá, včetně prvků platinové skupiny. Extrakce těchto zdrojů ve vesmíru však zůstává velkou výzvou.

Tým výzkumníků nedávno otestoval neobvyklé řešení: mikroby. V experimentu provedeném na Mezinárodní vesmírné stanici byly bakterie a houby vystaveny fragmentům meteoritu, aby se zjistilo, zda dokážou uvolňovat kovy v mikrogravitaci.

Zjištění, publikovaná v npj Microgravity, ukazují, že mikroorganismy mohou v orbitě pokračovat v těžbě kovů.

Převážení zásob ze Země se rychle stává nepraktickým, jakmile se mise vydávají dále do vesmíru. Z tohoto důvodu vědci studují, jak by lidské základny daleko za naší planetou mohly využívat materiály nalezené v jejich okolí. Asteroidy a jiné kamenné objekty obsahují hojné množství kovů, které by mohly podpořit vesmírnou infrastrukturu a budoucí průzkum.

Místo vrtáků je jednou z odvážných myšlenek použití mikrobů. Prostřednictvím procesu známého jako biomining mohou mikroorganismy chemicky louhovat kovy z hornin produkcí organických kyselin, které postupně rozpouštějí minerály.

Toto není nový trik. Na Zemi se bakterie a houby již používají v těžbě k pomoci při extrakci kovů.

Výzkumníci chtěli vědět, zda by stejný proces mohl fungovat i ve vesmíru. K otestování toho vědci z Cornell University a University of Edinburgh poslali v roce 2020 na Mezinárodní vesmírnou stanici experiment nazvaný BioAsteroid.

Tým umístil fragmenty meteoritu typu L-chondrit do malých reaktorů spolu se dvěma mikroby: bakterií Sphingomonas desiccabilis a houbou Penicillium simplicissimum. Po dobu 19 dnů na orbitě organismy rostly na hornině, zatímco astronauti experiment monitorovali.

„Toto je pravděpodobně první experiment svého druhu na Mezinárodní vesmírné stanici s meteoritem,“ řekla Rosa Santomartino, biologická inženýrka na Cornellu a hlavní autorka studie.

Výzkumníci provedli stejný experiment také na Zemi, aby mohli porovnat výsledky za normální gravitace.

Když se vzorky vrátily na Zemi, výzkumníci analyzovali desítky prvků rozpuštěných z horniny.

Z 44 zkoumaných prvků pomohly mikroby extrahovat 18 z materiálu meteoritu. Houba zejména vykazovala překvapivou aktivitu ve vesmíru. V mikrogravitaci se její metabolismus posunul a produkovala větší množství molekul, včetně karboxylových kyselin, které pomáhají rozpouštět minerály.

Tyto změny ovlivnily uvolňování palladia, platiny a dalších technologicky významných kovů.

Nejpozoruhodnějším zjištěním však byla konzistence.

„V těchto případech mikrob sám o sobě nezlepšuje těžbu, ale udržuje těžbu na stabilní úrovni bez ohledu na gravitační podmínky,“ řekla Santomartino.

V experimentu byla chemická extrakce bez mikrobů v mikrogravitaci často horší než na Zemi. Mikrobiální procesy naopak zůstaly relativně spolehlivé.

Houba se také zdála přímo interagovat s povrchem meteoritu, tvořila vlákna a mikroskopické kolonie na hornině. Vědci pozorovali podobné chování ve vesmíru i na Zemi, což naznačuje, že se mikrobi snadno adaptují na orbitální podmínky.

Mikrobi nebyli nikdy vyhozeni ze vzduchové komory. Experiment testoval, jak nulová gravitace ovlivňuje biologickou extrakci prvků, nikoli zda by křehké buňky mohly přežít mrazivý vesmír. Nemohou.

Byly zabaleny spolu se sterilizovanými, rozdrcenými fragmenty meteoritu do specializovaného hardwaru nazývaného „Experimentální jednotky“. Aby biologičtí pracovníci neudusili, komory obsahovaly polopropustnou silikonovou gumovou membránu umožňující difuzi plynů. Ani houbu nemůžete očekávat, že bude těžit kov s prázdným žaludkem. Výzkumníci vstříkli tekuté živné médium, aby podpořili růst mikrobů a extrakci živin z meteoritu.

Nakonec byly jednotky vloženy do inkubátorů vesmírné stanice nastavených na velmi příjemných 20 stupňů Celsia. Uvnitř těchto jednotek obývali mikrobi miniaturní kultivační komory.