Diepe ondergrondse tunnels in Noord-Yorkshire bieden een unieke kans om te bestuderen hoe mensen zouden kunnen leven en werken op de maan of Mars.
Onderzoekers van de Universiteit van Birmingham hebben het Bio-SPHERE-project gelanceerd in een unieke onderzoeksfaciliteit op 1,1 km onder de oppervlakte, in een van de diepste mijnen van het Verenigd Koninkrijk. Het project onderzoekt hoe wetenschappelijke en medische operaties zouden worden uitgevoerd in de uitdagende omgevingen van de maan en Mars.
Het is de eerste van een reeks nieuwe laboratoriumfaciliteiten die gepland zijn om te bestuderen hoe mensen kunnen werken en gezond blijven tijdens lange ruimtemissies, een belangrijke vereiste om de continuïteit van missies op andere planeten te waarborgen.
Het team werkt samen met het Boulby Underground Laboratory, een 4.000 m3 diepe ondergrondse faciliteit gericht op onderzoek naar deeltjesfysica, aardwetenschappen en astrobiologie, gerund door de Science and Technology Facilities Council (onderdeel van UK Research and Innovation) met steun van Boulby-mijnexploitanten, ICL-UK.
Het Bio-SPHERE-project is gebaseerd op een 3.000m3 netwerk van tunnels grenzend aan het Boulby-laboratorium, dat door 250 miljoen jaar oude steenzoutafzettingen loopt, bestaande uit lagen Perm-evaporiet die zijn overgebleven uit de Zechsteinzee. Deze geologische setting, samen met de locatie diep onder de grond, heeft onderzoekers in staat gesteld om de werkomstandigheden na te bootsen die mensen zouden ervaren bij het werken in soortgelijke grotten op de maan en Mars. Dit omvat afgelegen ligging, beperkte toegang tot nieuwe materialen en uitdagingen bij het verplaatsen van zwaar materieel.
Tegelijkertijd, dankzij de ultralage stralingsomgeving die door die diepte wordt geboden, zal de locatie wetenschappers in staat stellen te onderzoeken hoe effectief ondergrondse habitats kunnen zijn bij het afschermen van ruimtebemanningen tegen diepe ruimtestraling, wat een aanzienlijk risico is in ruimtevaartuigen. . evenals andere gevaren, zoals vallend meteoorafval, dat levensondersteunende infrastructuur kan beschadigen.
De eerste faciliteit die wordt geopend als onderdeel van Bio-SPHERE (Biografiearts Sonder de oppervlakte Pvoor Hbewoonbaarheid en Mijnextreme omgevingen R.binnen onderzoeken Mijnxpeditions), is gebaseerd op een 3 meter brede simulatiemodule en is specifiek ontworpen om de biomedische procedures te testen die nodig zijn om materialen voor te bereiden om weefselschade te behandelen. Deze omvatten complexe vloeistoffen, polymeren en hydrogels voor regeneratieve geneeskunde die bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt in wondverbanden of vulstoffen om schade te beperken.
Het is onlangs gepubliceerd in Natuur (NPJ) Microzwaartekracht.
Met een reeks mogelijkheden voor steriel werk en materiaalverwerking, combineert Bio-SPHERE deze simulatiefaciliteiten en een nuttige geologische omgeving met toegang tot aangrenzende fysica- en scheikundelaboratoriumfaciliteiten.
Deze omgeving biedt de mogelijkheid om verschillende missiescenario’s te simuleren en geavanceerde interdisciplinaire wetenschap uit te voeren, variërend van de effecten van extreme omgevingen op biologische en fysisch-chemische parameters en medische infrastructuur, tot het onderzoeken hoe ‘in situ’ middelen zoals milieudruk, temperatuur en geologie kan worden gebruikt voor de constructie van habitats.
Hoofdonderzoeker dr. Alexandra Iordachescu, van de School of Chemical Engineering van de Universiteit van Birmingham, zei: “We zijn verheugd om samen te werken met het fantastische wetenschappelijke team van het Boulby Underground Laboratory. Deze nieuwe mogelijkheid zal helpen bij het verzamelen van informatie die kan worden geadviseerd over levensondersteunende systemen, apparaten en biomaterialen die kunnen worden gebruikt in medische noodgevallen en weefselherstel na schade tijdens ruimtemissies.
“Dit soort statistieken kan het ontwerp van het systeem sturen en helpen bij het beoordelen van wetenschappelijke behoeften en acceptabele tijdlijnen in bio-engineeringoperaties onder de beperkingen van geïsoleerde omgevingen, zoals ruimtehabitats. De gegevens zullen waarschijnlijk ook tal van voordelen bieden voor op aarde gebaseerde toepassingen, zoals het uitvoeren van biomedische interventies in afgelegen gebieden of in gevaarlijke omgevingen, en meer in het algemeen, het begrijpen van biomedische workflows in deze niet-ideale omgevingen.”
Professor Sean Paling, directeur en hoofdwetenschapper van het Boulby Underground Laboratory, zei: “We zijn erg blij om samen te werken met Dr. Iordachescu en het team van de Universiteit van Birmingham aan dit opwindende werk. De uitdagingen waarmee de mensheid wordt geconfronteerd bij het verkennen van habitats buiten de aarde zijn duidelijk talrijk en aanzienlijk. Het Bio-SPHERE-project belooft te helpen bij het beantwoorden van enkele belangrijke logistieke vragen bij het tot stand brengen van duurzame levensomstandigheden in afgelegen ondergrondse omgevingen, en zal op die manier aanzienlijk bijdragen aan essentiële voorbereidingen voor onze lange, moeilijke en opwindende collectieve reis die voor ons ligt. Het is ook een geweldig voorbeeld van het brede scala aan wetenschappelijke studies die kunnen worden uitgevoerd in een diep ondergrondse wetenschappelijke faciliteit, en we zijn erg blij om het te hosten.”