I vad som kan vara ett betydande steg framåt i rymdutforskningen, ett team av forskare från Indian Institute of Science (IISc) och Indian Space Research Organisation (ISRO) har utvecklat en hållbar process för att göra tegelliknande strukturer på månen. Den utnyttjar månens jord, och använder bakterier och guarbönor för att konsolidera jorden till möjliga bärande strukturer. Dessa "rymdtegelstenar" skulle så småningom kunna användas för att montera strukturer för att bo på månens yta, föreslår forskarna.

"Det är verkligen spännande eftersom det sammanför två olika områden - biologi och maskinteknik, " säger Aloke Kumar, biträdande professor vid institutionen för maskinteknik, IISc, en av författarna till två studier som nyligen publicerats i Ceramics International och PLOS One .

Utforskning av rymden har växt exponentiellt under det senaste århundradet. Med jordens resurser minskar snabbt, forskare har bara intensifierat sina ansträngningar att bebo månen och möjligen andra planeter.

Kostnaden för att skicka ett pund material till yttre rymden är cirka $10, 000. Processen som utvecklats av IISc- och ISRO-teamet använder urea – som kan hämtas från mänsklig urin – och månjord som råmaterial för konstruktion på månens yta. Detta minskar de totala utgifterna avsevärt. Processen har också ett lägre koldioxidavtryck eftersom den använder guargummi istället för cement som stöd. Detta skulle också kunna utnyttjas för att göra hållbara tegelstenar på jorden.

Vissa mikroorganismer kan producera mineraler genom metabola vägar. En sådan bakterie, kallad Sporosarcina pasteurii , producerar kalciumkarbonatkristaller genom en metabolisk väg som kallas den ureolytiska cykeln:den använder urea och kalcium för att bilda dessa kristaller som biprodukter av vägen. "Levande organismer har varit inblandade i sådan mineralutfällning sedan kambriumperiodens gryning, och modern vetenskap har nu funnit användning för dem, säger Kumar

För att utnyttja denna förmåga, Kumar och kollegor vid IISc slog sig ihop med ISRO-forskarna Arjun Dey och I Venugopal. De blandade först bakterierna med en simulant av månjord. Sedan, de tillsatte de nödvändiga urea- och kalciumkällorna tillsammans med gummi extraherat från lokalt framställda guarbönor. Guargummit tillsattes för att öka styrkan hos materialet genom att fungera som en ställning för karbonatfällning. Den slutliga produkten erhållen efter några dagars inkubation visade sig ha betydande styrka och bearbetbarhet.

"Vårt material kan tillverkas till vilken friform som helst med hjälp av en enkel svarv. Detta är fördelaktigt eftersom detta helt kringgår behovet av specialiserade formar - ett vanligt problem när man försöker göra en mängd olika former genom gjutning. Denna förmåga kan också utnyttjas för att göra invecklade sammankopplade strukturer för konstruktion på månen, utan behov av ytterligare fästmekanismer, " förklarar Koushik Viswanathan, biträdande professor vid institutionen för maskinteknik, IISc, annan författare.

De PLOS Ett studie, skapad av Rashmi Dikshit, en DBT-BioCARe Fellow vid IISc, undersökte även användningen av andra lokalt tillgängliga jordbakterier i stället för S. pasteurii . Efter att ha testat olika jordprover i Bangalore, forskarna hittade en idealisk kandidat med liknande egenskaper: Bacillus velezensis. Bara en flaska S. pasteurii kan kosta Rs. 50, 000; B. velezensis , å andra sidan, är ungefär tio gånger billigare, säger forskarna.

Författarna tror att detta är det första betydande steget mot att bygga byggnader i rymden. "Vi har ganska långt kvar innan vi tittar på utomjordiska livsmiljöer. Vårt nästa steg är att göra större tegelstenar med en mer automatiserad och parallell produktionsprocess, " säger Kumar. "Samtidigt, Vi skulle också vilja förbättra styrkan hos dessa tegelstenar och testa dem under olika belastningsförhållanden som nedslag och möjligen månbävningar."