เป็นเวลากว่าหลายศตวรรษมาแล้วที่มนุษย์เรารู้จักการขุดแร่เพื่อนำแร่ธาตุต่าง ๆ มาสร้างเป็นวัสดุอุปกรณ์ขึ้น เช่น ชิปคอมพิวเตอร์, แบตเตอรี่ และอื่น ๆ อีกมากมายนับไม่ถ้วน อย่างไรก็ตามในปัจจุบันนี้ การขุดแร่ของมนุษย์ยังคงพึงการใช้แรงงานและเครื่องจักรอยู่เป็นส่วนใหญ่อยู่ แต่เทคโนโลยีที่เรียกว่า “Biomining” กำลังจะมาเปลี่ยนอุตสาหกรรมนี้ในไม่ช้า
Biomining หรือการขุดแร่ด้วยจุลชีพนั้นเป็นการใช้งานจุลชีพที่มีคุณสมบัติในการสกัดแร่ธาตุให้มันมาช่วยเราสกัดแร่ โดยจุลชีพแต่ละตัวก็จะมีคุณสมบัติในการสกัดแร่จำเพาะแต่ละชนิดแตกต่างกัน ซึ่งนอกจากจะไม่ต้องใช้แรงงานมนุษย์แล้ว ยังสามารถทำได้ง่ายในอวกาศอีกด้วย เนื่องจากเราไม่สามารถขนอุปกรณ์เครื่องจักรขนาดใหญ่สำหรับขุดแร่ไปไว้นอกอวกาศได้นั่นเอง
อ่านบทความ Biomining คืออะไร เจาะลึกการใช้จุลชีวิน ทำเหมืองแร่ในอวกาศ
ในปี 2019 นั้น ESA ได้เริ่มทดลองโครงการ Biorock ซึ่งเป็นโครงการสาธิตเทคโนโลยีการสกัดแร่หายาก เช่น Vanadium จากหินบะซอลต์ด้วยจุลชีพ ซึ่งหินบะซอลต์เป็นหินที่พบได้มากทั้งบนดาวอังคารและดวงจันทร์ จึงอาจเป็นแหล่งสกัดแร่ชั้นดีนั่นเอง ผลการศึกษาพบว่าเราสามารถสกัดแร่ Vanadium ด้วยจุลชีพได้จริง นอกจากจะสกัดได้แล้วทีมวิจัยยังพบว่าการทำ Biomining เมื่อเปรียบเทียบระหว่างบนโลกกับในอวกาศแล้ว การทำ Biomining ในอวกาศยังประสิทธิภาพมากกว่าอีกด้วย
อ้างอิงจากเปเปอร์ Microbially-Enhanced Vanadium Mining and Bioremediation Under Micro- and Mars Gravity on the International Space Station พบว่าจุลชีพสามารถสกัดแร่ Vanadium จากหินทดลองบน ISS ได้มากกว่าบนโลกถึง 283% ซึ่งน่าจะเป็นผลมาจาก สภาวะไร้น้ำหนักและสภาวะแรงโน้มถ่วงดาวอังคารที่ถูกจำลองขึ้นใน Bioreactor ที่ใช้ทดลองบน ISS
แร่ Vanadium เป็นแร่ที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงมาก ถูกใช้ในทั้งงานก่อสร้างตึก อาคาร อุปกรณ์ และอื่น ๆ อีกมากมาย ในการทดลองทำ Biomining นั้น จุลชีพชนิดหนึ่งถูกใส่ไว้ใน KUBIK Incubator พร้อมกับ Growth Media ไว้สำหรับให้จุลชีพ Proliferate หรือขยายจำนวนจากนั้นจึงให้จุลชีพเหล่านั้นย่อยสลายหินในแต่ละภาวะแรงโน้มถ่วง ไม่ว่าจะเป็นแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ ดาวอังคาร หรือแม้แต่สภาวะไร้น้ำหนัก เพื่อศึกษาปฏิกิริยาของจุลชีพต่อประสิทธิภาพในการสกัดแร่
ปัญหาอย่างหนึ่งของ Biomining คือ สภาวะน้ำหนักที่จุลชีพอยู่ ในสภาวะ Microgravity นั้น การตกตะกอนและการพาความร้อนนั้นไม่สามารถเกิดขึ้นได้ ซึ่งปฏิกิริยาที่หายไปเหล่านี้อาจส่งผลให้จุลชีพไม่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพพอเนื่องจากสารเหลวที่จุลชีพอยู่ไม่สามารถผสมกันได้ดีพอ
อย่างไรก็ตาม หลังจากการทดสอบก็พบว่าสภาวะ Microgravity นั้นไม่ได้ก่อให้เกิดผลเสียอย่างร้ายแรงตามที่คาดไว้ จุลชีพสามารถเติบโตได้จนเต็มค่า Maximum Concentration และสามารถทำงานได้ตามปกติแม้จะขาดปฏิกิริยาตกตะกอนและปฏิกิริยาพาความร้อนที่ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในอวกาศไป
ถือเป็นก้าวแรกที่สำคัญของการใช้ Biomining ให้เกิดประโยชน์ นอกจาก Biomining จะสามารถทำได้ไม่ยากแล้ว มันยังไม่ต้องพึ่งวัสดุอุปกรณ์จากโลกอย่างต่อเนื่องอีกด้วย Biomining จึงถือเป็น In-situ Resource Utilization หรือ ISRU อันหนึ่งด้วยนั้นเอง ถึงกระนั้นก็ตาม การทำ Biomining ยังต้องผ่านการทดลองอีกมากมายพอสมควร เนื่องจากการทดลองบน ISS ใช้เพียงแค่ Bioreactor ขนาดเล็ก เป็นไปได้ว่าการทำในระดับที่ใหญ่ขึ้นอาจซับซ้อนกว่านี้หรือมีผลที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญนั่นเอง
เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO
อ้างอิง
Researchers Successfully Biomine Vanadium Aboard the Space Station
