Como a biomineração poderia sustentar colônias espaciais
Juntamente com a impressão 3D, a biomineração da Lua ou Marte com micróbios poderia sustentar colônias humanas sem reabastecimento constante da Terra.
Crédito: Nomad_Soul / Adobe Stock
Principais conclusões- A biomineração é um processo no qual micróbios são usados para extrair elementos valiosos de rochas e solo.
- Atualmente é usado na Terra para minerar cobre, ouro, zinco, cobalto e vários outros elementos.
- Os cientistas esperam usar a biomineração na Lua e em Marte para tornar as futuras colônias autossustentáveis.
Em 2020, cientistas da Agência Espacial Europeia anunciado que eles usaram com sucesso bactérias para extrair minerais de terras raras do basalto dentro de um pequeno biorreator a bordo da Estação Espacial Internacional. O experimento pretendia simular a coleta microbiana de elementos de rochas semelhantes às encontradas na Lua e em Marte, um processo chamado biomineração. Seu sucesso sugeriu um potencial genuíno para o que pode parecer um futuro de ficção científica: usar micróbios para extrair materiais úteis na Lua, Marte e além disso pode sustentar colônias espaciais.
Se os humanos esperam estabelecer assentamentos permanentes em outros lugares do sistema solar, precisaremos de um suprimento constante de água; oxigênio; nutrientes essenciais para a nutrição das plantas, bem como a nossa; elementos gasosos como hidrogênio, nitrogênio e hélio para fazer combustível; e metais como ferro, cobre e vanádio para estruturas e componentes eletrônicos. Felizmente, tudo isso pode ser obtido de rochas extraterrestres, e os microrganismos podem ajudar.
Biomineração
Agora mesmo na Terra , micróbios especializados são usados para lixiviar metais preciosos das rochas. Cerca de 20-25% do cobre e 5% do ouro são colhidos com biomineração. As bactérias também podem extrair zinco, níquel, cobalto, urânio e vários outros elementos diretamente de minérios. E se pudéssemos fazer a mesma coisa no espaço? O processo exigiria relativamente pouca energia e mitigaria a necessidade de importar materiais da Terra.
Charles S. Cockell e Rosa Santomartino, cientistas do Centro de Astrobiologia do Reino Unido e da Universidade de Edimburgo, juntamente com Luís Zéa, um professor assistente de pesquisa em engenharia aeroespacial da Universidade do Colorado, são alguns dos pensadores que tentam estabelecer as bases para a biomineração espacial. Em um recente artigo publicado na revista Extremófilos , eles explicaram como isso pode funcionar.
Para começar, qualquer biomineração exigiria água líquida e precisaria ocorrer em biorreatores sofisticados, onde as condições internas pudessem ser controladas. Os biorreatores protegeriam os micróbios da radiação prejudicial, manteriam o oxigênio se os micróbios o exigirem, manteriam a pressão interna e manteriam uma temperatura adequada. Regolito e rocha seriam carregados, então microrganismos adicionados dependendo do tipo de material e quais elementos os usuários procuram extrair. Após um certo período de tempo, o biorreator é aberto e os materiais dentro são removidos para uso.
Graças a novos e empolgantes avanços na bioengenharia, os microrganismos podem ser projetados para melhorar suas habilidades de biomineração.
Embora as aplicações da biologia sintética para a biomineração ainda sejam jovens, as abordagens para melhorar a resistência às condições espaciais, melhorar a extração de elementos sob essas condições ou superar problemas podem ser uma excelente oportunidade para a biomineração espacial, escrevem Cockell, Santomartino e Zea.
Como a biomineração já demonstrou funcionar em pequenas quantidades no ambiente de microgravidade da Estação Espacial Internacional, um próximo local lógico para tentar seria na superfície da Lua em um biorreator maior. Afinal, a água está amplamente disponível na superfície lunar e o regolito lunar (solo) contém montes de elementos úteis . No entanto, um experimento tão especializado seria difícil de realizar roboticamente e, portanto, provavelmente exigiria botas humanas no chão, uma tarefa difícil por si só.
Um plano para habitação de longo prazo
Se quisermos que essas botas permaneçam lá a longo prazo, no entanto, provavelmente precisaremos resolver a biomineração. Manter uma linha de fornecimento constante da Terra seria desgastante e traiçoeiro, mas a biomineração tem o potencial de tornar as colônias espaciais autossustentáveis. Combine a prática com a impressão 3D avançada e podemos ter um plano para a habitação humana a longo prazo do sistema solar.
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