Грибки и бактерии успешно добывают платину и палладий из метеоритов на МКС
Микроорганизмы, отправленные на Международную космическую станцию, успешно справились с задачей извлечения ценных металлов из метеоритного материала в условиях невесомости, открывая путь к использованию «биодобычи» для будущих дальних космических миссий. Исследователи из Корнеллского университета (США) и Эдинбургского университета (Великобритания) провели уникальный эксперимент, в ходе которого астронавт НАСА Майкл Скотт Хопкинс протестировал способность грибка Penicillium simplicissimum и бактерии Sphingomonas desiccabilis извлекать драгоценные металлы платиновой группы непосредственно из космических пород.
Как пояснила ведущий автор исследования Роза Сантомартино, это, вероятно, первый подобный эксперимент с метеоритами на борту МКС. Ученые намеренно выбрали два совершенно разных вида микроорганизмов, чтобы понять не только их индивидуальные возможности, но и общие механизмы поведения микробов в космосе. Главная цель заключалась в том, чтобы выяснить, как невесомость влияет на процессы биовыщелачивания, от которых зависит будущее освоение внеземных ресурсов.
Суть технологии заключается в том, что микробы выступают в роли естественных шахтеров: они выделяют карбоновые кислоты, которые связываются с минералами и высвобождают из породы ценные элементы. На Земле этот процесс хорошо изучен, однако в условиях микрогравитации традиционные химические методы экстракции показали снижение эффективности из-за того, что жидкости перестают активно перемешиваться. Микроорганизмы, напротив, продемонстрировали поразительную устойчивость. Более того, грибок не просто выжил в невесомости, а ускорил свой метаболизм, что позволило ему извлекать из образцов метеорита типа L-хондрит больше палладия, чем он добывает на Земле.
Палладий, входящий в платиновую группу, был выбран не случайно. Этот металл обладает уникальными свойствами: он служит идеальным катализатором для систем жизнеобеспечения, а его способность впитывать водород (до 900 объемов собственного веса) делает его незаменимым для топливных элементов глубокого космоса. Кроме того, его исключительная стойкость к коррозии и экстремальным температурам крайне важна для создания надежных ракетных двигателей и электроники.
Анализ 44 различных химических элементов показал, что реакция микроорганизмов на космические условия носит строго индивидуальный характер. Универсального сценария добычи не существует: скорость и объем извлечения варьировались в зависимости от типа металла, конкретного вида микроба и даже гравитационных условий. Это открытие, по словам Сантомартино, усложняет картину, но одновременно делает результаты более значимыми для научного сообщества. Успех эксперимента подтверждает, что биомайнинг способен работать там, где традиционная химия пасует, решая тем самым «проблему веса» — каждый килограмм груза, доставленного с Земли, обходится в астрономические суммы.
Примечательно, что полученные данные имеют ценность не только для покорения космоса. Технология может найти применение и на Земле — для переработки бедных руд и отходов горнодобывающей промышленности в рамках развития циркулярной экономики.
Результаты исследования были в журнале npj Microgravity.