Tunnel tief unter der Erde in North Yorkshire bieten eine einzigartige Gelegenheit zu untersuchen, wie Menschen auf dem Mond oder dem Mars leben und funktionieren könnten.
Forscher der Universität Birmingham haben das Bio-SPHERE-Projekt in einer einzigartigen Forschungsanlage gestartet, die 1,1 km unter der Oberfläche liegt, an einem der tiefsten Minenstandorte im Vereinigten Königreich. Das Projekt untersucht, wie wissenschaftliche und medizinische Operationen in den anspruchsvollen Umgebungen von Mond und Mars ablaufen würden.
Es ist das erste einer Reihe neuer Laboreinrichtungen, die untersuchen sollen, wie Menschen während langer Weltraummissionen funktionieren – und gesund bleiben – eine Schlüsselvoraussetzung für die Gewährleistung der Missionskontinuität auf anderen Planeten.
Das Team arbeitet mit dem Boulby Underground Laboratory, einem 4.000 m großen Labor, zusammen3 Tief unter der Erde gelegene Anlage mit Schwerpunkt auf Teilchenphysik, Erdwissenschaften und astrobiologischer Forschung, betrieben vom Science and Technology Facilities Council (Teil von UK Research and Innovation) mit Unterstützung des Boulby-Minenbetreibers ICL-UK.
Das Bio-SPHERE-Projekt hat seinen Sitz auf einer Fläche von 3.000 m3 Tunnelnetz neben dem Boulby-Labor, das durch 250 Millionen Jahre alte Steinsalzvorkommen führt, die aus permischen Evaporitschichten bestehen, die vom Zechsteinmeer übrig geblieben sind. Diese geologische Umgebung und die tiefe Lage unter der Oberfläche haben es Forschern ermöglicht, die Betriebsbedingungen nachzubilden, die Menschen bei der Arbeit in ähnlichen Höhlen auf dem Mond und dem Mars erleben würden. Dazu gehören die Abgeschiedenheit, der eingeschränkte Zugang zu neuen Materialien und die Herausforderungen beim Transport schwerer Geräte.
Gleichzeitig wird der Standort dank der extrem strahlungsarmen Umgebung, die diese Tiefe bietet, Wissenschaftlern die Möglichkeit geben, zu untersuchen, wie wirksam unterirdische Lebensräume die Raumfahrtbesatzungen vor Strahlung aus dem Weltraum schützen könnten, die ein erhebliches Risiko bei der Weltraumforschung darstellt. sowie andere Gefahren, wie zum Beispiel herabstürzende Trümmer von Meteoriten, die die lebenserhaltende Infrastruktur beschädigen könnten.
Die erste Anlage, die im Rahmen von Bio-SPHERE eröffnet wurde (Biomedizinisch SU-Oberfläche Pod für HBeliebtheit und Extreme-Umgebungen Rrecherchieren Expeditions) basiert auf einem 3 Meter breiten Simulationsmodul und ist speziell für die Erprobung biomedizinischer Verfahren konzipiert, die zur Vorbereitung von Materialien zur Behandlung von Gewebeschäden erforderlich sind. Dazu gehören komplexe Flüssigkeiten, Polymere und Hydrogele für die regenerative Medizin, die beispielsweise in Wundauflagen oder Füllstoffen zur Schadensminderung eingesetzt werden könnten.
Ein Artikel, der das Konzept und die Gestaltung eines solchen Lebensraums beschreibt, wurde kürzlich in veröffentlicht Natur (NPJ) Mikrogravitation.
Bio-SPHERE, das eine Reihe von Funktionen für steriles Arbeiten und Materialverarbeitung umfasst, kombiniert diese Simulationseinrichtungen und die nützliche geologische Umgebung mit Zugang zu den angrenzenden Laboreinrichtungen für Physik und Chemie.
Diese Umgebung bietet die Möglichkeit, verschiedene Missionsszenarien zu simulieren und modernste, interdisziplinäre Wissenschaft zu betreiben, die von den Auswirkungen extremer Umgebungen auf biologische und physikalisch-chemische Parameter und auf die medizinische Infrastruktur bis hin zur Untersuchung der verfügbaren „In-situ“-Ressourcen wie z Umgebungsdruck, Temperatur und Geologie können für die Habitatkonstruktion genutzt werden.
Die leitende Forscherin Dr. Alexandra Iordachescu von der School of Chemical Engineering der University of Birmingham sagte: „Wir freuen uns über die Zusammenarbeit mit dem fantastischen Wissenschaftsteam des Boulby Underground Laboratory. Diese neue Funktion wird dabei helfen, Informationen zu sammeln, die Ratschläge zum Leben geben können.“ Unterstützungssysteme, Geräte und Biomaterialien, die bei medizinischen Notfällen und bei der Gewebereparatur nach Schäden bei Weltraummissionen eingesetzt werden könnten.
„Diese Arten von Metriken können das Systemdesign leiten und dabei helfen, den wissenschaftlichen Bedarf und akzeptable Zeitrahmen für biotechnologische Arbeiten unter den Einschränkungen isolierter Umgebungen, wie etwa von Weltraumlebensräumen, zu bewerten. Die Daten werden wahrscheinlich auch zahlreiche Vorteile für erdbasierte Anwendungen mit sich bringen.“ beispielsweise die Durchführung biomedizinischer Eingriffe in abgelegenen Gebieten oder in gefährlichen Umgebungen und ganz allgemein das Verständnis biomedizinischer Arbeitsabläufe in diesen nicht idealen Umgebungen.“
Professor Sean Paling, Direktor und leitender Wissenschaftler am Boulby Underground-Labor, sagte: „Wir freuen uns sehr, mit Dr. Iordachescu und dem Team der Universität Birmingham an dieser spannenden Arbeit zusammenzuarbeiten. Die Herausforderungen, die der Menschheit bei der Erforschung von Lebensräumen außerhalb der Erde bevorstehen, sind.“ eindeutig zahlreich und bedeutsam. Das Bio-SPHERE-Projekt verspricht, zur Beantwortung einiger wichtiger logistischer Fragen bei der Schaffung nachhaltiger Lebensbedingungen in abgelegenen, unterirdischen Umgebungen beizutragen und auf diese Weise erheblich zu den wesentlichen Vorbereitungen für unsere gemeinsame lange, schwierige und aufregende Reise beizutragen, die vor uns liegt. Es ist auch ein großartiges Beispiel für das vielfältige Spektrum an wissenschaftlichen Studien, die in einer tief unter der Erde liegenden wissenschaftlichen Einrichtung durchgeführt werden können, und wir freuen uns sehr, Gastgeber zu sein.“
