אחד האתגרים שנשקפים למשימות מאויישות בחלל הרחוק, כמו אלה שנאס"א מתכננת לירח ומאדים, הוא אספקת מזון וייצור חמצן לקיום חיים. לשם כך חוקרים מאוניברסיטת בר-אילן בהובלת ד"ר ירון יהושע, וד"ר אשרף אל אשהב ממו"פ מדבר וים המלח מפתחים בסיוע סוכנות החלל הישראלית שבמשרד המדע מערכת ייחודית אשר תספק חמצן, מזון ומים לצוות לשימוש בתחנות חלל מרוחקות מאוישות. במקביל, המערכת תשמש למחזור פחמן דו-חמצני (CO2) ופסולת אנושית, בסביבה מוגבלת במשאבים.
המחקר יבוצע במשותף על ידי ארבע קבוצות מחקר ולכל אחת התמחות משלימה מתחום אחר, כולן הכרחיות להצלחת הפרויקט. זאת מתוך ההבנה כי רק מחקר סינרגטי ורב תחומי יוביל לפתרונות חדשניים ומעשיים.
הקבוצה הראשונה היא זו של דר' ירון יהושע מהמרכז הביוטכנולוגי לאצות באוניברסיטת בר-אילן. התמחותה בביוטכנולוגיה של מיקרואצות ומחקר ביולוגי במערכות גידול אוטומטיות. הקבוצה השנייה היא קבוצת המחקר של דר' אשרף אל אשהב ממו"פ מדבר וים המלח, המתמחה בביולוגיה מולקולרית של אורגניזמים בסביבות חיים קיצוניות. הקבוצה השלישית היא של פרופ' יצחק מסתאי מהמחלקה לכימיה באוניברסיטת בר-אילן, המתמחה בכימיה של חומרים. פרופ' מסתאי בוחן בפרויקט את השפעות דלק חלל ומשטחיים מתכתיים על גידול אצות. הרביעית היא של ד"ר איציק ספיר ממכללת אפקה המתמחה בפיתוחים טכנולוגיים בתחום ההנדסה. את הפרוייקט הרב תחומי ורב החוקרים מרכז ד"ר איגור דרג'י מחברת וי.טי.אס אנרגיה בע"מ.
לדברי החוקרים, תחילה הם יבדקו ויישמו טיפול לדלק רעיל במיוחד – הידרזין, ובהמשך יעבור לדלקי טילים נוספים לבדיקה. כאן, לראשונה, ייבחנו מינים שונים של אצות, אורגניזמים ואקסטרמופילים שונים והתאמתם למשימה על פי פרמטרים שונים כגון שרידות, קצב גידול, כושר ייצור חמצן וקצב ייצור ביומסה. יבוצעו אנליזות RNA & DNA של התרביות המבטיחות ביותר למציאת סימביוזה אופטימלית בין אצות וחיידקים. בנוסף המערכת תכלול מגוון רכיבים וטכנולוגיות אשר פיתוחם יחל כאן לראשונה.
IMG_20210526_111114.jpg
תמיכה במושבות חלל
ד"ר ירון יהושע, מהמרכז הביוטכנולוגי לאצות בפקולטה למדעי החיים, אוניברסיטת בר-אילן אמר: "חלל חדש מסחרי מחפש כיום פתרונות לתמיכה במושבות חלל רחוקות, כדי לאפשר קיום חיים ועבודה על הירח ומקומות נוספים. בנוסף, לתוצאות המחקר שלנו יכולת יישומית גם בכדור הארץ ובכך הופך אותו ל-dual usage, לא רק חלל. במחקר נבחנות השפעות דלק חלל והטיטניום ממנו עשויים מיכלי הדלק על אצות וחיידקים. בתהליך זה, הופכים מיכלי דלק של חלליות וטילים לאחר שהתרוקנו, לחלק ממערכות תומכות חיים היכולות לספק חמצן, ובהמשך מזון ותרופות".
שותפה למחקרו של ד"ר יהושע היא ד"ר יעל קינל-טחן. "כפי שאצות היוו בסיס להתפתחות החיים על פני כדור הארץ, "מסבירה קינל-טחן, "כך הן יכולות לשמש בסיס ליצירת סביבה אקולוגית מתאימה לאנושות במושבות חלל רחוקות. קצב הגידול שלהן מהיר מאד, הן מייצרות חמצן, מקבעות פחמן דו-חמצני, חלקן מתאימות כמזון לאדם".
ד"ר אשרף אל אשהב, ממו"פ מדבר וים המלח הוסיף כי " למדינת ישראל יש משאבי טבע נדירים ביותר כגון ים המלח. מן הראוי שנשמור על הסביבה הזו, כדי שנוכל להמשיך לחקור ולא לאבד את הקיים. חיידקים אקסטרומפילים מים המלח כאן בישראל, יכולים לפתור אתגרים ביוטכנולוגים במושבות חלל ובכדה"א. בתנאי מדבר וים המלח ספציפית, יש ביולוגיה קיצונית מרתקת".
כחוקר מיקרוביולוגיה סביבתית, ד"ר אל אשהב הגיע עם ניסיון עבר עם מגוון חיידקי קרקע. במחקר האקולוגי הראשון שד"ר אשרף ניהל במו"פ הוא הופתע לגלות שכ-40% מאוכלוסיית החיידקים אינה מוכרת בספרות או בבסיסי הנתונים הקיימים. ריצוף הגנים של החיידקים מגלם בתוכו פוטנציאל נהדר לשימושים ביוטכנולוגים רבים. בסריקות ראשוניות חלקם הראו פעילות מטבולית חדשנית וייחודית לשימוש בחקלאות (הגנה מפני מזיקים, לדוגמא) ועוד. חיידקים אלו הראו פוטנציאל אדיר לשימוש, יחד עם אצות, לפתרונות טכנולוגיים מתקדמים לאתגרים הניצבים בפני האנושות בכדה״א ובחלל.
לקבוצתו של ד״ר אל אשהב שותפה ד״ר רעות סורק אברמוביץ׳, אסטרוביולוגית ממו"פ מדבר וים המלח המקדמת נושאי חלל מגוונים, יו״ר עמותת מאדים הישראלית, מנהלת תוכנית חינוך לתלמידי תיכון בנושאי חלל, ואחת ממקימי עמותת דימארס - המקדמת משימות הדמיות חלל במכתש רמון, בשיתוף עם סוכנות החלל הישראלית.
המחקר ממומן על ידי משרד החדשנות, המדע והטכנולוגיה וסוכנות החלל הישראלית. בעקבות המחקר אף הוקם הפורום הישראלי לקיום חיים במושבות חלל רחוקות.