人類探索太空的征途上，月球基地的建設(shè)始終占據(jù)重要位置。然而，如何在保證效率的同時降低成本，特別是利用月球本地資源，一直是科學(xué)家們面臨的難題。近期，印度科學(xué)研究所（IISc）的一項突破性研究，為月球基地的建設(shè)提供了新的思路。
月壤，作為月球表面的主要覆蓋物，一直是科學(xué)家們研究的重點。由于真正的月壤樣本稀缺，IISc的研究團(tuán)隊采用了月壤模擬物進(jìn)行實驗。他們發(fā)現(xiàn)，一種名為芽孢桿菌（Sporosarcina pasteurii）的地球土壤細(xì)菌，在與瓜爾膠混合后，能夠?qū)⒃氯滥M物轉(zhuǎn)化為堅固的磚塊。這種細(xì)菌通過代謝產(chǎn)生的尿素和鈣，可以轉(zhuǎn)化為碳酸鈣晶體，這些晶體能夠?qū)⒃氯李w粒緊密結(jié)合在一起。
為了進(jìn)一步探索月球磚塊的制造方法，研究團(tuán)隊嘗試了燒結(jié)技術(shù)。他們將月壤模擬物與聚乙烯醇混合后，在高溫下燒結(jié)，形成了看似更加堅固的磚塊。然而，月球上極端的溫度變化，以及微流星體和宇宙射線的轟擊，對磚塊的耐久性提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
IISc機(jī)械工程系的Koushik Viswanathan指出，月球表面的溫度變化劇烈，燒結(jié)磚塊雖然堅固，但一旦產(chǎn)生裂縫并擴(kuò)展，整個結(jié)構(gòu)可能會迅速崩塌。因此，找到一種有效的裂縫修復(fù)方法，對于月球基地的建設(shè)至關(guān)重要。
于是，研究團(tuán)隊重新回到了芽孢桿菌的利用上，但這次他們不是用它來制造磚塊，而是制造一種用于填補(bǔ)磚塊裂縫和孔洞的密封劑。他們將燒結(jié)后的月壤模擬物磚塊進(jìn)行多種損壞處理，然后在其上涂抹一種由芽孢桿菌、瓜爾膠和月壤模擬物混合而成的漿料。經(jīng)過幾天的時間，漿料會滲入磚塊并填補(bǔ)裂縫和孔洞。
細(xì)菌在這一過程中發(fā)揮了兩個關(guān)鍵作用：一是通過生成碳酸鈣來填充裂縫；二是產(chǎn)生生物聚合物，使混合物與磚塊緊密結(jié)合，恢復(fù)其堅固性。實驗結(jié)果表明，這種方法可以恢復(fù)磚塊28%至54%的原始抗壓強(qiáng)度，雖然還未完全達(dá)到原始水平，但已經(jīng)是一個顯著的進(jìn)步。
IISc的Aloke Kumar表示，他們最初并不確定細(xì)菌是否能與燒結(jié)磚塊結(jié)合，但實驗結(jié)果顯示，細(xì)菌不僅能夠固化漿料，還能很好地附著在其他材料上。然而，實驗室的成功并不等同于月球上的成功。Kumar指出，一個關(guān)鍵問題是這些細(xì)菌在地外環(huán)境中的行為是否會發(fā)生改變。
為了解答這一問題，IISc的研究團(tuán)隊計劃在印度即將于2026年實施的首次載人航天任務(wù)——“加加尼亞安”中，將芽孢桿菌樣本送入太空進(jìn)行實驗。據(jù)Viswanathan介紹，這將是首次在太空中進(jìn)行此類細(xì)菌實驗，對于推動月球基地建設(shè)具有重要意義。
