باکتری‌هایی که قرار است روی ماه شهرسازی کنند

به گزارش ایسنا، اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، دانشمندان ممکن است روزی ساخت پایگاه‌هایی را روی ماه آغاز کنند و برخی از متخصصان معتقدند که این پایگاه‌ها را می‌توان با آجرهای ساخته‌شده از رگولیت ماه ساخت.

به نقل از اسپیس، یک پژوهش جدید بر اساس آزمایش‌های شبیه‌سازی رگولیت ماه نشان می‌دهد که اگر آجرهای ساخته‌شده ترک بخورند، می‌توان از باکتری‌ها برای ترمیم آنها استفاده کرد.

استفاده از منابع محلی ماه تا حد امکان برای ساختن یک پایگاه و کاهش هزینه‌ها ضروری است. هزینه پرتاب توده‌های بزرگ مواد از زمین به ماه بسیار بالاست. بنابراین، ساخت آجر از رگولیت ماه از دیرباز به عنوان یک راه حل بالقوه مطرح شده است. گروه‌های پژوهشی بسیاری در سراسر جهان از جمله پژوهشگران «مؤسسه علوم هند»(IISc)، ساخت این نوع آجرها را با شبیه‌سازی رگولیت ماه آزمایش کرده‌اند.

رگولیت شامل گرد و غبار و سنگ‌هایی است که سطح ماه را می‌پوشانند. نمونه‌های واقعی رگولیت ماه، کمیاب و گران‌بها هستند و به همین دلیل، شبیه‌سازی‌هایی که هدف آنها تکرار انواع گوناگون رگولیت ماه است، برای آزمایش‌ها استفاده می‌شوند.

پیش از این، پژوهشگران مؤسسه علوم هند راهی را برای استفاده از یک باکتری خاکی به نام «اسپوروسارسینا پاستوری»(Sporosarcina pasteurii) به منظور ساخت آجر از شبیه‌ساز رگولیت پیدا کردند. باکتری‌ها می‌توانند اوره را که باکتری‌ها به عنوان زباله تولید می‌کنند و همچنین کلسیم را به بلورهای کربنات کلسیم تبدیل کنند. هنگامی که بلورها با صمغ گیاه «گوآر»(Guar) مخلوط می‌شوند، می‌توانند ذرات رگولیت را به هم بچسبانند و آجر را تشکیل دهند.

بعدها، پژوهشگران ساخت آجرهای قمری را از طریق روش «تف‌جوشی»(Sintering) آزمایش کردند که شامل گرم کردن مخلوط فشرده شبیه‌ساز رگولیت با یک پلیمر محلول موسوم به پلی‌وینیل الکل در دمای بسیار بالا در یک کوره است. آجرهای تشکیل‌شده از طریق تف‌جوشی حتی قوی‌تر از آجرهای ساخته‌شده توسط باکتری به نظر می‌رسید، اما شرایط در ماه بسیار سخت است.

در معرض خلأ فضا، آجرهای قمری باید طی یک روز قمری در محدوده دمایی بین ۱۲۱ درجه سلسیوس تا منفی ۱۳۳ درجه سلسیوس مقاومت کنند که فشار حرارتی شدیدی را بر آجرها وارد می‌آورد. همچنین، آنها در معرض بمباران ریزشهاب‌سنگ‌ها و پرتوهای کیهانی قرار خواهند گرفت.

«کوشیک ویسواناتان»(Koushik Viswanathan)، پژوهشگر دانشکده مهندسی مکانیک مؤسسه علوم هند، گفت: تغییرات دما روی سطح ماه می‌توانند بسیار چشمگیرتر باشند و این در یک دوره زمانی می‌تواند تاثیر قابل‌توجهی داشته باشد. آجرهای متخلخل، شکننده هستند و اگر ترک داشته باشند، کل ساختار می‌تواند به سرعت از هم بپاشد.

توانایی تعمیر آجرهای روی ماه پیش از این که به یک پایگاه ماه قمری تبدیل شوند، ضروری است. بنابراین، ویسواناتان و همکارانش به ایده پیشین خود برای استفاده از باکتری اسپوروسارسینا پاستوری بازگشتند، اما این بار نه برای ساختن آجرها، بلکه برای ایجاد یک درزگیر که بتواند شکاف‌ها و سوراخ‌های آجر را پر کند.

پژوهشگران آجرها را از شبیه‌ساز رگولیت پختند و سپس آسیب‌های متعددی را به آنها وارد کردند؛ از جمله ایجاد سوراخ‌ها، بریدگی‌های V شکل و بریدگی‌های نیم‌دایره که همگی ناشی از فرسودگی ساختاری هستند. سپس پژوهشگران مخلوطی را از ترکیب باکتری اسپوروسارسینا پاستوری، صمغ گوآر و شبیه‌ساز رگولیت روی آجرها ریختند و آنها را برای چند روز کنار گذاشتند و اجازه دادند مخلوط به داخل آجر نفوذ کند و هر سوراخ یا شکافی را پر کند.

باکتری‌ها دو کار انجام دادند. اولین کار، ساخت کربنات کلسیم بود که به طور مؤثر شکاف‌ها را پر کرد و دومین کار، تولید پلیمرهای زیستی بود که به مخلوط اجازه داد به آجر بچسبد و دوباره آن را جامد کند. پژوهشگران دریافتند که این کار، ۲۸ تا ۵۴ درصد از مقاومت فشاری پیشین یک آجر را بازمی‌گرداند؛ اگرچه آجرها کاملا به استحکام اولیه خود باز نمی‌گردند.

«آلوکه کومار»(Aloke Kumar) از پژوهشگران این پروژه گفت: ما در ابتدا مطمئن نبودیم که باکتری به آجر متخلخل متصل خواهد شد یا خیر، اما دریافتیم که باکتری‌ها نه تنها می‌توانند مخلوط دوغاب را جامد کنند، بلکه به خوبی به این توده نیز می‌چسبند.

انجام دادن این کار در آزمایشگاه یک موضوع است، اما انجام این کار در شرایط سخت ماه موضوع دیگری است. کومار ادامه داد: یکی از پرسش‌های بزرگ درباره رفتار این باکتری‌ها در شرایط فرازمینی است. آیا ماهیت آنها تغییر خواهد کرد؟ آیا آنها تولید کربنات را متوقف خواهند کرد؟ این موضوعات هنوز ناشناخته هستند.

برای پاسخ دادن به برخی از این پرسش‌ها، پژوهشگران قصد دارند یک نمونه‌ از باکتری اسپوروسارسینا پاستوری را به عنوان بخشی از مأموریت آتی «گاگانیان»(Gaganyaan) به فضا بفرستند که اولین مأموریت فضایی سرنشین‌دار هند خواهد بود و سه فضانورد را در اوایل سال ۲۰۲۶ به فراسوی زمین خواهد برد.

ویسواناتان گفت: اگر چنین اتفاقی بیفتد، بر اساس اطلاعات ما اولین آزمایش در نوع خود با این نوع باکتری خواهد بود.