أسباب دراسة التكنولوجيا الحيوية الفضائية

يُتيح الفضاء، لأول مرة، للمواطنين العاديين الوصول بسهولة أكبر إلى أبحاث الفضاء بفضل العديد من الشركات الخاصة التي تُمكّنهم من إرسال تجاربهم وأدواتهم من الأرض أو حتى الذهاب إلى الفضاء بأنفسهم.

هذا، إلى جانب الخطط الجارية لبناء محطة فضائية جديدة تدور حول القمر ومستعمرات على سطحيه، يعني أنه سيتعين علينا مواجهة العديد من التحديات المتعلقة بكيفية تكيف الحياة مع السفر إلى الفضاء، وكيفية تكيفها مع الأجرام الأخرى في النظام الشمسي.

ستُشكّل التكنولوجيا الحيوية الفضائية، وهي مجال بحثي مبتكر بدأ للتو خطواته الأولى، عنصرًا أساسيًا في مستقبل استكشاف الفضاء القريب. ستكون تطبيقاتها لا حصر لها، وكذلك الفرص المرتبطة بها. من الطب إلى إنتاج الغذاء، ومن إعادة تدوير المياه إلى إنتاج الضوء الخاص بها، ستُحدث التكنولوجيا الحيوية الفضائية نقلة نوعية في حياة الإنسان في الفضاء.

تلعب الجهات الفاعلة الخاصة دورًا متزايد الأهمية في أنشطة الفضاء، حيث تحل محلّ الدول سابقًا، وتُؤدي إلى ما يُسمى بالفضاء الجديد.

لقد تطور الفضاء من ساحةٍ للتفوق التكنولوجي وسباقات السيادة فحسب، إلى ساحةٍ تشهد فوائد اجتماعية واقتصادية متزايدة، ومجموعةً واسعةً من الشركات الخاصة المختلفة.

ولّت أيامٌ كانت فيها تذكرة السفر إلى الفضاء حكرًا على أصحاب الثروات الطائلة والمختبرات المليئة بعلماء الصواريخ!

يُعتبر الفضاء اليوم منفعةً عامة تدعم وتُمكّن نجاح العديد من الصناعات وتنافسيتها.

القطاعات التي يُمكنها الاستفادة من الحلول الفضائية عديدة، من الزراعة إلى البنية التحتية، ومن التنمية الحضرية إلى النقل والأنشطة البحرية والاتصالات والسياحة والخدمات المصرفية والدفاع والأمن، وصولًا إلى قطاع الصحة.

في هذا السياق، نتحدث عن ديمقراطية الفضاء: أي دمجه الكامل في المجتمع بطريقة مستدامة، بيئيًا واقتصاديًا.

يمكن اعتبار اللحظة الراهنة فجوةً بين صناعة الماضي وصناعة المستقبل التي ستلعب فيها التكنولوجيا الحيوية الفضائية دورًا مهيمنًا.

ستصبح الحياة في الفضاء واقعًا ملموسًا. لكي نتمكن من النجاة من مهمة طويلة الأمد، نحتاج إلى نقل كميات كبيرة من الماء والغذاء والأكسجين، ولكننا نحتاج أيضًا إلى إمداد مستمر من الأكسجين والماء والغذاء والإمدادات الطبية من الأرض لإبقاء رواد الفضاء على قيد الحياة.

والحقيقة المشجعة هي أنه يمكنك الانخراط في مجال التكنولوجيا الحيوية الفضائية من أي خلفية علمية تقريبًا، لأنها تتطلب خبراء من جميع المجالات، بدءًا من العلوم البيولوجية – سواءً كانت علم النبات أو بيولوجيا السرطان – وصولًا إلى الفيزياء والجيولوجيا والفلك والكيمياء، بالإضافة إلى الطب والهندسة وعلم وظائف الأعضاء، وبالطبع أبحاث الفضاء.

التكنولوجيا الحيوية مجال متعدد التخصصات. فهي تقع في منتصف العديد من أنواع العلوم المختلفة، وهذا الاتساع والتنوع هما بالضبط ما يجعلها مثيرة للاهتمام!

زراعة البطاطس الفضائية
بما أننا سنرسل المزيد من البشر إلى الفضاء أكثر من أي وقت مضى، فإن زراعة طعامنا بأنفسنا ستكون ضرورية لاستدامة رحلات الفضاء الطويلة. تُحلل مجموعات بحثية حاليًا سلوك النباتات تحت وطأة “ضغوط الحياة الفضائية”، مُحددةً جيناتٍ تُعدّل وراثيًا النباتات لتنمو بشكل أفضل في ظروف الفضاء.

تُجري وكالة الفضاء الأوروبية اختباراتٍ لزراعة النباتات وغيرها من الأطعمة في مهمات الفضاء، مثل السبانخ والقمح والطماطم. وستكون البطاطس أول هذه المحاصيل. كما يُجري الباحثون أبحاثًا على تقنية الهندسة الوراثية لجعل النباتات مقاومةً للملوحة والجفاف.

كما أن العديد من الشركات الناشئة على الأرض قد خاضت تحدي إنتاج اللحوم بدون استخدام الحيوانات – مثل لحم البقر، ولحم الخنزير، والدجاج، والديك الرومي، والتونة (اطلع على مقالنا حول اللحوم المُستنبتة)، وبالتالي قد لا يقتصر النظام الغذائي الفضائي بالضرورة على الخضراوات والطحالب.

الحفاظ على صحة رواد الفضاء وتطوير نظام إعادة تدوير

بعد رحلات الفضاء المطولة، يُعتبر ضمور العضلات والعظام، والتفاعلات الالتهابية، والأضرار الناتجة عن الإشعاع من بين التحديات والتهديدات الرئيسية التي تُواجه رواد الفضاء. ولمنع ذلك، يُحافظ رواد الفضاء على نشاطهم أثناء وجودهم في المدار. لكنهم لا يزالون عُرضةً لخطر إصابات العظام والعضلات عند عودتهم. على المدى البعيد، قد يتمكن رواد الفضاء من طباعة أنسجتهم وأعضائهم بأنفسهم.

ومن المهم أيضًا إيجاد طرق لإعادة تدوير جميع أنواع النفايات، كما أن المياه النظيفة ضرورية. في محطة الفضاء الدولية، يُعاد تدوير ما يصل إلى 80% من المياه من الهواء وعرق وبول رواد الفضاء. ومع ذلك، يعتمد الطاقم على شحنات المياه المنتظمة من الأرض. فالماء مورد ثمين في الفضاء،

يستهلك كل فرد من أفراد الطاقم من 4 إلى 6 لترات يوميًا، وتبلغ تكلفة إطلاق الكيلوغرام الواحد 50,000 دولار!

التكنولوجيا الحيوية في الفضاء تبدو أكثر كفاءة

يسمح انعدام الوزن والجاذبية الصغرى بأداء أفضل في التكنولوجيا الحيوية والبحوث.

اتضح أن للطباعة ثلاثية الأبعاد في الفضاء بعض المزايا. فبدون قيود الجاذبية، يمكن الطباعة من جميع الجوانب في وقت واحد، باستخدام المجالات المغناطيسية والصوتية للحفاظ على الخلايا في مكانها.

هناك بالفعل حديث عن مختبرات في الغلاف الجوي السفلي. علاوة على ذلك، يعمل الباحثون بالفعل على نقل تبلور البروتين إلى الفضاء لتطوير الأبحاث حول المشكلات الصحية المهمة التي تواجه الناس على الأرض – حيث غالبًا ما تنمو البلورات بشكل أكبر وبترتيب أعلى من تلك الموجودة على الأرض.

سيساعدنا العمل على تقنيات البستنة الروبوتية وامتلاك نظام نمو نباتي شبه آلي على الاستعداد لفترات إقامة أطول بعيدًا عن الأرض، والتي يتوقع الخبراء أنها ليست بعيدة جدًا. في الواقع، ستكون إحدى الخطوات الأولى إلى الأمام هي بناء بوابة الفضاء العميقة التابعة لناسا؛ محطة من المقرر أن تدور حول القمر بحلول عام ٢٠٢٤. على هذه المحطة، تخطط ناسا لبناء حديقة فضائية لاختبار كيفية تكيف الحياة دون حماية المجال المغناطيسي للأرض.