గ్రహాంతర మరమ్మతుల కోసం బాక్టీరియా ఆధారిత బయోసిమెంట్

పృథ్వీ దాటి విస్తరించడం

మానవత్వం అభివృద్ధి చెందుతూ ఉండాలంటే, మనం పృథ్వీ నుండి బయటకు విస్తరించాలి. ఈ దిశలో మన మొదటి లక్ష్యం చంద్రుడు.

అమెరికన్లు గతంలో చంద్రునిపైకి మనుషులను పంపారు. భారతదేశంతో సహా ఇతర దేశాలు కూడా చంద్రునిపైకి అంతరిక్ష నౌకలను పంపాయి. చంద్రయాన్ గుర్తుందా?

ఇప్పుడు అమెరికా, చైనా, భారతదేశం వంటి అనేక దేశాలు మళ్ళీ చంద్రునిపైకి దిగడానికి సిద్ధమవుతున్నాయి. వాళ్ళు చంద్రునిపై స్థావరాలు ఏర్పరచాలనుకుంటున్నారు.

చంద్రునిపై స్థావరాలను ఏర్పాటు చేయడం చాలా కష్టం మరియు పరిగణించవలసిన అనేక విషయాలు ఉంటాయి. వీటిలో, చంద్రునిపై నిర్మాణాలను నిర్మించడం చాలా కష్టమైన పని.

ఎందుకంటే చంద్రునిపై ఉన్న మట్టి నిర్మాణానికి బలమైన పదార్థాన్ని (ఇటుకలు, సిమెంట్ లాంటివి) తయారు చేయడానికి సరిపోదు. పృథ్వీ నుండి సిమెంట్ వంటి నిర్మాణ సామగ్రిని తీసుకెళ్లడం మరింత కష్టం. కాబట్టి చంద్రునిపై ఉన్న మట్టినే ఉపయోగించి నిర్మించడం ఒక ఎంపిక, కానీ దానికి నిరంతరం మరమ్మత్తు అవసరం.

చంద్రునిపై నిర్మాణ మరమ్మతులపై పరిశోధన

భారతీయ విజ్ఞాన సంస్థ (IISc)లోని పరిశోధకులు చంద్ర గృహాలను నిర్మించడంలో ఉపయోగించే ఇటుకలను బాగు చేయడానికి ఒక నూతన బ్యాక్టీరియా ఆధారిత పద్ధతికి మార్గదర్శకత్వం వహించారు. ఈ ఆవిష్కరణ చంద్రుని యొక్క కఠినమైన వాతావరణం ద్వారా కలిగే సవాళ్లను పరిష్కరిస్తుంది, ఇక్కడ నిర్మాణాలకు నష్టం వాటిల్లడం ఒక ముఖ్యమైన సమస్య.

మరమ్మతులకు సహాయపడే బ్యాక్టీరియా

గతంలో, IISc బృందం చంద్ర మట్టి లాంటి పదార్దాల నుండి ఇటుకలను సృష్టించడానికి Sporosarcina pasteurii అనే నేల బ్యాక్టీరియంను ఉపయోగించి ఒక పద్ధతిని అభివృద్ధి చేసింది.

ఈ బ్యాక్టీరియం కాల్షియం కార్బోనేట్ స్ఫటికాల ఏర్పాటుకు సహాయపడుతుంది, ఇది గ్వార్ గమ్‌తో (guar gum) కలిపి నేల కణాలను బంధించి, ఇటుక లాంటి పదార్థాలను సృష్టిస్తుంది. ఈ బయోకాంక్రీట్ విధానం సాంప్రదాయ సిమెంట్‌కు పర్యావరణ అనుకూలమైన మరియు ఖర్చుతో కూడుకున్న ప్రత్యామ్నాయాన్ని అందిస్తుంది.

దీని ఆధారంగా, బృందం సింటరింగ్‌ (sintering) అనే ప్రక్రియను అన్వేషించింది. ఇది చంద్ర మట్టి లాంటి పదార్దాలు మరియు పాలివినైల్ ఆల్కహాల్ (polyvinyl alcohol) మిశ్రమాన్ని అధిక ఉష్ణోగ్రతలకు వేడి చేసే ప్రక్రియ. దీని వలన బలమైన ఇటుకలు ఏర్పడతాయి. సింటరింగ్ సులభంగా విస్తరించబడుతుంది, ఇది బహుళ ఇటుకల ఉత్పత్తిని అనుమతిస్తుంది.

అయితే, చంద్ర ఉపరితలంపై ఉండే విపరీతమైన ఉష్ణోగ్రత హెచ్చుతగ్గులు, సౌర గాలులు మరియు ఉల్కల ప్రభావం ఈ ఇటుకలలో పగుళ్లను కలిగిస్తాయి. చంద్ర గృహాల నిర్మాణ సమగ్రతను దెబ్బతీస్తాయి. ఉష్ణోగ్రతలు ఒక్క రోజులో 121°C నుండి -133°C వరకు తీవ్రంగా మారవచ్చు. ఈ ఉష్ణోగ్రత మార్పులు ఇటుకలలో పగుళ్లను కలిగిస్తాయి, ఇది నిర్మాణ వైఫల్యానికి దారితీయవచ్చు.

దీన్ని ఎదుర్కోవడానికి, పరిశోధకులు ఈ పగుళ్లను బాగు చేయడానికి బ్యాక్టీరియాను ఉపయోగించి ఒక కొత్త పద్ధతిని అభివృద్ధి చేశారు. ఈ బృందం సింటెర్ ఇటుకలలో (సింటరింగ్ ప్రక్రియ) కృత్రిమ లోపాలను ప్రవేశపెట్టింది మరియు Sporosarcina pasteurii, గ్వార్ గమ్ మరియు చంద్ర మట్టి లాంటి పదార్థం యొక్క బురదను అన్వయించింది.

అనేక రోజులపాటు, బ్యాక్టీరియాతో నిండిన బురద లోపాల్లోకి ప్రవేశించింది. బ్యాక్టీరియా కాల్షియం కార్బోనేట్‌ను ఉత్పత్తి చేసి, సమర్థవంతంగా పగుళ్లను పూరించింది. అదనంగా, బ్యాక్టీరియం బయోపాలిమర్‌లను (biopolymer) ఉత్పత్తి చేసింది, ఇవి అంటుకునే పదార్థాలుగా పనిచేసి, నేల కణాలను ఇటుక నిర్మాణానికి బలంగా బంధించి, ఇటుక యొక్క అసలు బలాన్ని చాలా వరకు పునరుద్ధరించాయి.

ఈ మరమ్మత్తు విధానం ఇటుకల మార్పిడి అవసరాన్ని తగ్గించడం ద్వారా చంద్ర నిర్మాణాల జీవితకాలాన్ని పొడిగించవచ్చు.

బలపరచబడిన ఇటుకలు 100°C నుండి 175°C వరకు ఉష్ణోగ్రతలను తట్టుకోగలవని నిరూపించాయి. అయితే, భూమి వెలుపలి పరిస్థితులలో బ్యాక్టీరియా యొక్క ప్రవర్తన గురించి ప్రశ్నలు మిగిలి ఉన్నాయి. సూక్ష్మ గురుత్వాకర్షణలో (చంద్రుడు పై గురుత్వాకర్షణ పృథ్వీ కంటే చిన్నది) వాటి పెరుగుదల మరియు ప్రవర్తనను అధ్యయనం చేయడానికి గగన్‌యాన్ మిషన్‌లో భాగంగా Sporosarcina pasteuriiని అంతరిక్షంలోకి పంపాలని బృందం ఇప్పుడు ప్రతిపాదిస్తోంది.