Οι βαθιές υπόγειες σήραγγες στο Βόρειο Γιορκσάιρ παρέχουν μια μοναδική ευκαιρία να μελετήσουμε πώς οι άνθρωποι μπορούν να ζουν και να λειτουργούν στη Σελήνη ή τον Άρη.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ ξεκίνησαν το έργο Bio-SPHERE σε μια μοναδική ερευνητική εγκατάσταση που βρίσκεται 1,1 χιλιόμετρο κάτω από την επιφάνεια, σε ένα από τα βαθύτερα ορυχεία του Ηνωμένου Βασιλείου. Το έργο διερευνά πώς θα πραγματοποιούνταν επιστημονικές και ιατρικές εργασίες στα δύσκολα περιβάλλοντα της Σελήνης και του Άρη.
Είναι η πρώτη από μια σειρά νέων εργαστηριακών εγκαταστάσεων που σχεδιάζονται να μελετήσουν πώς οι άνθρωποι θα μπορούσαν να εργαστούν και να παραμείνουν υγιείς κατά τη διάρκεια μακρών διαστημικών αποστολών, μια βασική προϋπόθεση για τη διασφάλιση της συνέχειας της αποστολής σε άλλους πλανήτες.
Η ομάδα εργάζεται σε συνεργασία με το Boulby Underground Laboratory, ένα 4.000μ3 βαθιές υπόγειες εγκαταστάσεις με επίκεντρο τη σωματιδιακή φυσική, τις επιστήμες της γης και την έρευνα αστροβιολογίας, που διευθύνεται από το Συμβούλιο Εγκαταστάσεων Επιστήμης και Τεχνολογίας (μέρος της Έρευνας και Καινοτομίας του Ηνωμένου Βασιλείου) με την υποστήριξη των χειριστών του ορυχείου Boulby, ICL-UK.
Το έργο Bio-SPHERE βασίζεται σε 3.000μ3 δίκτυο σηράγγων δίπλα στο Εργαστήριο Boulby, που διέρχεται από κοιτάσματα αλατιού ηλικίας 250 εκατομμυρίων ετών που αποτελούνται από στρώματα εβαπορίτη Πέρμιας που έχουν απομείνει από τη θάλασσα Zechstein. Αυτό το γεωλογικό περιβάλλον, μαζί με την τοποθεσία βαθιά κάτω από το έδαφος, επέτρεψε στους ερευνητές να αναδημιουργήσουν τις συνθήκες λειτουργίας που θα βίωναν οι άνθρωποι όταν εργάζονταν σε παρόμοια σπήλαια στη Σελήνη και τον Άρη. Αυτό περιλαμβάνει απομακρυσμένη απόσταση, περιορισμένη πρόσβαση σε νέα υλικά και προκλήσεις μετακίνησης βαρέως εξοπλισμού.
Ταυτόχρονα, χάρη στο περιβάλλον εξαιρετικά χαμηλής ακτινοβολίας που παρέχεται από αυτό το βάθος, η τοποθεσία θα επιτρέψει στους επιστήμονες να διερευνήσουν πόσο αποτελεσματικοί μπορεί να είναι οι υπόγειοι βιότοποι στην προστασία των διαστημικών πληρωμάτων από την ακτινοβολία του βαθέως διαστήματος, η οποία αποτελεί σημαντικό κίνδυνο για τα διαστημικά σκάφη. . καθώς και άλλους κινδύνους, όπως η πτώση συντριμμιών μετεωριτών, που κινδυνεύει να καταστρέψει τις υποδομές υποστήριξης ζωής.
Η πρώτη εγκατάσταση που θα ανοίξει ως μέρος του Bio-SPHERE (Βιογραφίαγιατρός μικρόκάτω από την επιφάνεια ΠΓια ηκατοικησιμότητα και μουακραία περιβάλλοντα R.ερευνώ σε μουxpeditions), βασίζεται σε μια μονάδα προσομοίωσης πλάτους 3 μέτρων και έχει σχεδιαστεί ειδικά για τη δοκιμή των βιοϊατρικών διαδικασιών που απαιτούνται για την προετοιμασία υλικών για τη θεραπεία της βλάβης των ιστών. Αυτά περιλαμβάνουν πολύπλοκα υγρά, πολυμερή και υδρογέλες για αναγεννητική ιατρική που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν, για παράδειγμα, σε επιδέσμους τραυμάτων ή πληρωτικά για τον μετριασμό της βλάβης.
Δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Φύση (NPJ) Μικροβαρύτητα.
Περιλαμβάνοντας μια σειρά δυνατοτήτων για αποστειρωμένη εργασία και επεξεργασία υλικών, το Bio-SPHERE συνδυάζει αυτές τις εγκαταστάσεις προσομοίωσης και ένα χρήσιμο γεωλογικό περιβάλλον με πρόσβαση σε παρακείμενες εγκαταστάσεις εργαστηρίου φυσικής και χημείας.
Αυτό το περιβάλλον παρέχει την ευκαιρία να προσομοιωθούν διάφορα σενάρια αποστολής και να εκτελεστούν διεπιστημονικές επιστήμες αιχμής, που κυμαίνονται από τις επιπτώσεις των ακραίων περιβαλλόντων σε βιολογικές και φυσικοχημικές παραμέτρους και ιατρική υποδομή, έως τη διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο οι «in situ» πόροι, όπως η πίεση του περιβάλλοντος, η θερμοκρασία και η γεωλογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή οικοτόπων.
Η κύρια ερευνήτρια Δρ Alexandra Iordachescu, από τη Σχολή Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου του Μπέρμιγχαμ, δήλωσε: «Είμαστε ενθουσιασμένοι που συνεργαζόμαστε με τη φανταστική επιστημονική ομάδα στο Boulby Underground Laboratory. Αυτή η νέα δυνατότητα θα βοηθήσει στη συλλογή πληροφοριών που μπορούν να παρέχουν συμβουλές για συστήματα υποστήριξης ζωής, συσκευές και βιοϋλικά που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε ιατρικές καταστάσεις έκτακτης ανάγκης και επισκευή ιστών μετά από ζημιές σε αποστολές στο βαθύ διάστημα.
«Αυτοί οι τύποι μετρήσεων μπορούν να καθοδηγήσουν το σχεδιασμό του συστήματος και να βοηθήσουν στην αξιολόγηση των επιστημονικών αναγκών και των αποδεκτών χρονοδιαγραμμάτων σε επιχειρήσεις βιομηχανικής υπό τους περιορισμούς απομονωμένων περιβαλλόντων, όπως οι διαστημικοί βιότοποι. Τα δεδομένα είναι επίσης πιθανό να παρέχουν πολυάριθμα οφέλη για εφαρμογές στη Γη, όπως η εκτέλεση βιοϊατρικών παρεμβάσεων σε απομακρυσμένες περιοχές ή σε επικίνδυνα περιβάλλοντα και γενικότερα, η κατανόηση των βιοϊατρικών ροών εργασιών σε αυτά τα μη ιδανικά περιβάλλοντα.
Ο καθηγητής Sean Paling, Διευθυντής και Κύριος Επιστήμονας του Υπόγειου Εργαστηρίου Boulby, δήλωσε: «Είμαστε πολύ χαρούμενοι που συνεργαζόμαστε με τον Δρ Iordachescu και την ομάδα του Πανεπιστημίου του Μπέρμιγχαμ σε αυτή τη συναρπαστική δουλειά. Οι προκλήσεις που αντιμετωπίζει η ανθρωπότητα κατά την εξερεύνηση ενδιαιτημάτων πέρα από τη Γη είναι σαφώς πολλές και σημαντικές. Το έργο Bio-SPHERE υπόσχεται να βοηθήσει στην απάντηση ορισμένων βασικών υλικοτεχνικών ερωτημάτων για τη δημιουργία βιώσιμων συνθηκών διαβίωσης σε απομακρυσμένα υπόγεια περιβάλλοντα, και με αυτόν τον τρόπο θα συμβάλει σημαντικά στις ουσιαστικές προετοιμασίες για το μακρύ, δύσκολο και συναρπαστικό συλλογικό μας ταξίδι. Είναι επίσης ένα εξαιρετικό παράδειγμα του ευρέος φάσματος επιστημονικών μελετών που μπορούν να πραγματοποιηθούν σε μια βαθιά υπόγεια επιστημονική εγκατάσταση και είμαστε πολύ χαρούμενοι που το φιλοξενούμε».