كيف يمكن للبكتيريا أن تساعد في بناء المدن وصيانتها على القمر
كيف يمكن للبكتيريا أن تساعد في بناء المدن وصيانتها على القمر
إذا سارت الأمور كما هو مخطط لها، فقد يبدأ العلماء يومًا ما ببناء مواقع استيطانية على القمر – ويعتقد بعض الخبراء أنه يمكن بناء هذه المواقع الاستيطانية باستخدام طوب مصنوع من تربة القمر. والآن، تشير دراسة جديدة، مبنية على تجارب محاكاة تربة القمر، إلى أنه في حال تشققت هذه الطوب المصنوعة من غبار القمر، يمكن استخدام البكتيريا لإغلاقها.
يُعدّ استخدام أكبر قدر ممكن من الموارد القمرية المحلية لبناء قاعدة على القمر أمرًا ضروريًا لخفض التكاليف؛ فإطلاق كميات كبيرة من المواد من الأرض إلى القمر مكلف للغاية. لذلك، لطالما طُرح تصنيع قوالب الطوب من تربة القمر كحلٍّ محتمل. وقد أجرت فرق بحثية عديدة حول العالم، بما في ذلك باحثون في المعهد الهندي للعلوم (IISc)، تجارب على تصنيع هذه الأنواع من القوالب باستخدام مُحاكيات تربة القمر.
تتراوح درجات الحرارة القصوى بين ١٢١ درجة مئوية (٢٥٠ درجة فهرنهايت) و-١٣٣ درجة مئوية (-٢٠٨ درجة فهرنهايت) على مدار يوم قمري واحد، مما يُعرّض الطوب لضغط حراري شديد. كما سيتعرض لقصف النيازك الدقيقة والأشعة الكونية.
قال كوشيك فيسواناثان، من قسم الهندسة الميكانيكية في المعهد الهندي للعلوم، في بيان: "قد تكون تغيرات درجات الحرارة أكثر حدة على سطح القمر، مما قد يُحدث تأثيرًا كبيرًا على مدى فترة من الزمن". وأضاف: "الطوب المُلبَّد هش. فإذا ظهر فيه صدع وتوسع، فقد ينهار الهيكل بأكمله بسرعة".
لذلك، يُعدّ إصلاح الطوب على القمر قبل أن يتحوّل موقعٌ قمريٌّ إلى غبارٍ أمرًا بالغ الأهمية. لذا، عاد فيسواناثان وزملاؤه إلى فكرتهم السابقة باستخدام بكتيريا Sporosarcina pasteurii، ولكن هذه المرة ليس لصنع الطوب نفسه، بل لإنشاء مادة مانعة للتسرب تُسدّ الشقوق والثقوب فيه.
قام الفريق بتلبيد الطوب من مُحاكي الريجوليث، ثم ألحقوا به أنواعًا مُتعددة من الأضرار – ثقوب، وشقوق على شكل حرف V، وشقوق نصف دائرية، على سبيل المثال – وجميعها ناتجة عن التعب الهيكلي. ثم سكب الباحثون خليطًا، يُطلقون عليه اسم "الطين"، مُحضّر من مزيج من فطر Sporosarcina pasteurii وصمغ الغوار ومُحاكي الريجوليث، فوق الطوب وتركوه لبضعة أيام، مما يسمح للطين بالتسرب إلى الطوب وملء أي ثقوب أو شقوق.
قامت البكتيريا بوظيفتين. أولًا، أنتجت كربونات الكالسيوم التي سدت الشقوق بفعالية، وثانيًا، أنتجت بوليمرات حيوية سمحت للخليط بالالتصاق بالطوب، مما جعله صلبًا مرة أخرى. وجد الفريق أن هذا أعاد ما بين 28% و54% من قوة ضغط الطوب السابقة، مع أنه لا يعيد الطوب إلى قوته الأصلية تمامًا.
قال ألوك كومار من المعهد الهندي للعلوم: "لم نكن متأكدين في البداية من قدرة البكتيريا على الالتصاق بالطوب المُلبَّد. لكننا وجدنا أن البكتيريا لا تُجمِّد الملاط فحسب، بل تلتصق أيضًا جيدًا بهذه الكتلة الأخرى".
إن إنجاز هذا الأمر في المختبر شيء، ولكن القيام بذلك في ظل ظروف صعبة على سطح القمر شيء آخر.
قال كومار: "أحد الأسئلة المهمة هو سلوك هذه البكتيريا في الظروف خارج الأرض. هل ستتغير طبيعتها؟ هل ستتوقف عن إنتاج الكربونات؟ هذه الأمور لا تزال مجهولة".
وفي محاولة للإجابة على بعض هذه الأسئلة، يقترح الفريق إرسال عينة من Sporosarcina pasteurii إلى الفضاء كجزء من مهمة Gaganyaan القادمة، والتي ستكون أول مهمة فضائية هندية مأهولة، حيث ستنقل ثلاثة رواد فضاء إلى ما وراء الأرض في وقت مبكر من عام 2026.
وقال فيسواناثان "إذا حدث ذلك، فستكون هذه، على حد علمنا، أول تجربة من نوعها مع هذا النوع من البكتيريا".
نُشر البحث في 27 مارس/آذار في مجلة Frontiers in Space Technologies.
