كيف يمكن للبكتيريا أن تساعد في بناء وصيانة المدن على سطح القمر

عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.

إذا كان كل شيء يخطط ، فقد يبدأ العلماء يومًا ما في بناء مواقع استيطانية على سطح القمر – ويعتقد بعض الخبراء أنه يمكن بناء هذه المواقع الاستيطانية بالطوب المصنوع من ريجوليث القمري. والآن ، تشير دراسة جديدة تستند إلى تجارب Simulant Regolith القمرية إلى أنه إذا كانت هذه الطوب من الطوب القمر ، يمكن استخدام البكتيريا لإغلاقها احتياطيًا.

باستخدام أكبر عدد ممكن من موارد القمر المحلية لبناء قاعدة القمر ضروري للحفاظ على انخفاض التكاليف ؛ إطلاق كتل كبيرة من المواد من أرض إلى القمر مكلف للغاية. وبالتالي ، فإن صنع الطوب من ريجوليث القمر قد تم طرحه منذ فترة طويلة كحل محتمل. تقوم العديد من الفرق في جميع أنحاء العالم ، بما في ذلك الباحثون في المعهد الهندي للعلوم (IISC) ، بتجربة صنع هذه الأنواع من الطوب مع محاكاة ريجوليث القمرية.

يشير Regolith ، بالنسبة للسياق ، إلى الغبار الفضفاض والصخور التي تغطي سطح القمر. العينات الفعلية من regolith القمرية نادرة وثمينة ، وبالتالي يتم استخدام المحاكاة ، والتي تهدف إلى تكرار أنواع مختلفة من regolith ، للتجارب بدلاً من ذلك. في السابق ، وجد باحثو IISC طريقة لاستخدام بكتيريا تربة الأرض تسمى Sporosarcina pasteurii لجعل الطوب من محاكاة regolith. البكتيريا قادرة على تحويل اليوريا – التي تنتجها البكتيريا كنفايات – والكالسيوم في بلورات كربونات الكالسيوم. عندما يتم خلطها مع صمغ الغار الذي يتم استخلاصه من حبوب الغار ، فإن هذه البلورات قادرة على ربط جزيئات Regolith معًا لتشكيل الطوب.

في وقت لاحق ، جرب الفريق نفسه صنع الطوب القمري من خلال التلبد ، والذي تضمن تسخين مزيجًا مضغوطًا من محاكاة ريجوليث مع كحول البولي فينيل ، وهو بوليمر قابل للذوبان ، إلى درجات حرارة عالية للغاية في الفرن. بدت الطوب التي تشكلت من خلال التلبد أقوى من الطوب المبني للبكتيريا-ومع ذلك ، فإن الظروف على القمر شديدة.

يتعرض الطوب القمري ، الذي يتعرض لفراغ الفضاء نطاق درجة الحرارة على ارتفاع 250 درجة فهرنهايت (121 درجة مئوية) إلى انخفاض -208 درجة فهرنهايت (-133 درجة مئوية) طوال يوم القمر ، والذي سيضع الضغط الحراري المتطرف على الطوب. سيكونون أيضًا عرضة للقصف من قبل الميكرومتيوريت و الأشعة الكونية.

وقال كوشيك فيسواناثان من وزارة الهندسة الميكانيكية في ISISC في أ إفادة. “الطوب الملبد هش. إذا كان لديك صدع وينمو ، فإن الهيكل بأكمله يمكن أن ينهار بسرعة.”

لذلك ، فإن القدرة على إصلاح الطوب على سطح القمر قبل أن ينهار البؤرة الاستيطانية القمرية إلى الغبار سيكون ضروريًا. لذلك ، عاد Viswanathan وزملاؤه إلى فكرتهم السابقة عن استخدام Pasteurii Sporosarcina ، ولكن هذه المرة لا يصنعون الطوب بأنفسهم ، ولكن لإنشاء مانع تسرب يمكن أن يملأ الشقوق والثقوب في الطوب.

قام الفريق بتلتلس الطوب من ريجوليث المحاكاة ، ثم طبقت أنواعًا عديدة من الأضرار التي لحقت بها-الثقوب ، الشقوق على شكل حرف V والشقوق شبه الدائرية ، على سبيل المثال-كل ذلك سينتج عن التعب الهيكلي. ثم سكب الباحثون مزيجًا ، يشيرون إليه على أنه ملاط ​​، تم إعداده من مزيج من pasteurii sporosarcina ، و gum gum و regolith simulant ، فوق الطوب وتركتهم لبضعة أيام ، مما يسمح للطيور بالتسرب إلى الطوب وملء أي ثقوب أو تشققات.

فعلت البكتيريا شيئين. أولاً ، جعل كربونات الكالسيوم التي ملأت الشقوق ، واثنان ، أنتجت البوليمرات الحيوية التي سمحت للخليط بالربط مع الطوب ، مما يجعله صلبًا مرة أخرى. وجد الفريق أن هذا قد عاد من 28 إلى 54 ٪ من قوة الضغط السابقة للطوب ، على الرغم من أنه لا يعيد الطوب إلى قوته الأصلية.

وقال Aloke Kumar من IISC: “لم نكن في البداية متأكدين مما إذا كانت البكتيريا سترتبط بالطوب الملبد”. “لكننا وجدنا أن البكتيريا لا يمكن أن تعزز الملاط فحسب ، بل تلتزم جيدًا بهذه الكتلة الأخرى.”

إن إنجاز هذا في المختبر هو شيء واحد ، لكن القيام بذلك في الظروف الصعبة على القمر شيء آخر.

وقال كومار: “أحد الأسئلة الكبيرة هو سلوك هذه البكتيريا في الظروف خارج الأرض”. “هل سيتغير طبيعتهم؟ هل سيتوقفون عن فعله [the carbonate production]؟ هذه الأشياء لا تزال غير معروفة “.

– لبنات البناء: كيف تخطط الصين لصنع الطوب على سطح القمر للموائل القمرية

– قد يساعد غبار القمر رواد الفضاء في المدن القمرية المستدامة. إليكم كيف

– كان الجانب الآخر من القمر في السابق محيطًا شاسعًا ، ويؤكد Lunar Lander الصيني

لمحاولة الإجابة على بعض هذه الأسئلة ، يقترح الفريق إرسال عينة من sporosarcina pasteurii إلى الفضاء كجزء من القادم غاغانيان Mission ، التي ستكون أول مهمة فضائية هندية طاقمها ، تأخذ ثلاثة رواد فضاء خارج الأرض في وقت مبكر من عام 2026.

وقال فيسواناثان “إذا حدث ذلك ، على حد علمنا ، فستكون أول تجربة من نوعها مع هذا النوع من البكتيريا”.

تم نشر البحث في 27 مارس في المجلة الحدود في تقنيات الفضاء.