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太空采矿

主要图片由欧洲航天局提供

太空探索的最大障碍之一,以及未来殖民化的最大障碍,是将物资从地球表面运送到轨道的成本。

每增加一磅的有效载荷,火箭逃离地球引力所需的燃料就会呈指数级增加(因为燃料本身也需要被提升)。这意味着更高的任务成本,但在没有足够燃料、水和食物的情况下,让人们进行长期任务是不可能的。

不过,也许还有另一种方法。

我们不必从地球上发射所有必需的补给,而可以利用太空中已有的资源进行开采来自月球的水创建燃料比如,在火星上开采金属作为建筑材料。

这种空间开采仍然是一种假设,但是实验登上国际空间站(ISS)表明,地球上的微生物可能会帮助实现这一目标。

Bio-Mining地球上

利用微生物进行任何采矿的想法——更不用说太空采矿了——可能看起来很奇怪,但实际上在地球上已经有人这样做了。

我们星球的地壳中含有少量的矿物质稀土元素我们需要智能手机、电脑和其他技术。

这些元素的含量通常很低,开采起来很困难。矿工将含有金属的岩石打碎成小块后,加入化学物质将金属分离出来,这些化学物质会留下有害的副产品。

输入:bio-mining。

“我们感到惊讶的是,不同的重力对生物开采没有明显的影响。”

查尔斯Cockell

有些微生物天生就擅长分解岩石,把它和其他元素分开。所以,比起向碎岩石中添加化学物质,一些矿业公司将其放入叫做生物反应器的容器中,这些细菌在那里发挥它们的作用,使它们更容易收集所需的元素。

不仅如此对环境更有利在美国,这种方法通常更便宜、更高效,而且比传统的化学方法需要更少的能源。

利用微生物进行太空采矿

所以,我们知道微生物可以帮助地球上的采矿,但太空采矿呢?

为了找到答案,爱丁堡大学的科学家们花了十年时间开发了一个火柴盒大小的特殊生物反应器。然后,他们将其中的36个送到国际空间站进行他们命名的实验BioRock

所有的生物反应器都含有一块玄武岩(一种在月球和火星上很常见的岩石)和一种液体,但一半还含有三种细菌中的一种。

一旦生物反应器抵达国际空间站,宇航员卢卡·帕尔米塔诺将其中一些反应器放置在离心机中,其旋转速度将模拟地球或火星的重力。其他人则留在了国际空间站上经历的微重力环境中。

三周后,细菌被杀死。

当科学家们检查哪一种生物反应器能从岩石中分离出最多的稀土元素时,他们发现有两种细菌在提取稀土元素时表现得和控制液一样差甚至更差。

然而,在所有三种重力条件下,一种S. desiccabilis的提取量明显高于对照溶液——在某些情况下,接近430%。

研究人员查尔斯·考克尔(Charles Cockell)说:“考虑到众所周知微重力会影响液体的行为,不同的重力对生物开采没有显著影响,这让我们感到惊讶。告诉Space.com

太空采矿生物反应器

离心机中的生物反应器。资料来源:欧洲航天局

建造一个更大的生物反应器

现在研究人员知道微重力并不是生物开采的障碍,他们的下一个目标是确定最佳细菌,以提取在小行星、月球和火星上发现的最有用的元素。

他们也在期待后续的实验,BioAsteroid今年12月,他将前往国际空间站。该项目将测试微生物帮助从小行星岩石中提取元素的能力,而不是从玄武岩中提取。

最终,他们相信他们已经开发的生物反应器可以扩大规模以支持太空采矿——只要稍加调整。

“你可能想要对其进行改造——例如,通过搅拌液体和粉碎岩石来提高微生物的可及性,”考克尔说,“但基本的想法是相同的。”

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