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Pesquisadores da Universidade de Birmingham, em colaboração com o Boulby Underground Laboratory, iniciaram o projeto Bio-SPHERE em túneis profundos em North Yorkshire, para estudar potenciais condições de vida e operacionais na Lua e em Marte. Este projeto inovador explora como procedimentos científicos, médicos e operações de bioengenharia seriam executados em ambientes desafiadores, remotos e isolados, semelhantes aos de outros planetas.
Nas profundezas da superfície de North Yorkshire, os túneis subterrâneos oferecem uma oportunidade única para estudar como os humanos poderão viver e operar na Lua ou em Marte.
Pesquisadores da Universidade de Birmingham lançaram o projeto Bio-SPHERE em um ambiente de pesquisa único, localizado a 1,1 km de profundidade em um dos locais de mineração mais profundos do Reino Unido. Este projeto visa explorar como as atividades científicas e médicas poderiam ser conduzidas em meio às condições exigentes encontradas em Marte e na Lua.
É a primeira de uma série de novas instalações laboratoriais planeadas para estudar como os humanos podem funcionar – e permanecer saudáveis – durante longas missões espaciais, um requisito fundamental para garantir a continuidade da missão noutros planetas.
A equipe está trabalhando em parceria com o Boulby Underground Laboratory, uma instalação subterrânea profunda de 4.000 m3 focada em física de partículas, ciências da Terra e pesquisa em astrobiologia, administrada pelo Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia (parte da Pesquisa e Inovação do Reino Unido) com o apoio de os operadores da mina Boulby, ICL-UK.
O projeto Bio-SPHERE baseia-se numa rede de túneis de 3.000 m3 adjacente ao Laboratório Boulby, que atravessa depósitos de sal-gema com 250 milhões de anos, constituídos por camadas de evaporito do Permiano que sobraram do Mar de Zechstein. Este ambiente geológico, juntamente com a localização subterrânea profunda, permitiu aos investigadores recriar as condições operacionais que os humanos experimentariam trabalhando em cavernas semelhantes na Lua e em Marte. Isto inclui o afastamento, o acesso limitado a novos materiais e os desafios na movimentação de equipamentos pesados.
Ao mesmo tempo, graças ao ambiente de radiação ultrabaixa fornecido por essa profundidade, a localização permitirá aos cientistas investigar até que ponto os habitats subterrâneos podem ser eficazes na proteção das tripulações espaciais da radiação do espaço profundo, que é um risco significativo na exploração espacial. bem como outros perigos, como a queda de detritos de meteoritos, que correm o risco de danificar a infraestrutura de suporte à vida.
A primeira instalação a ser inaugurada como parte do Bio-SPHERE (Biomedical Sub-surface Pod for Habitability and Extreme-environments Research in Expeditions), é baseada em um módulo de simulação de 3 metros de largura e foi projetada especificamente para testar procedimentos biomédicos necessários para preparar materiais para tratar danos nos tecidos. Estes incluem fluidos complexos, polímeros e hidrogéis para medicina regenerativa que podem ser usados, por exemplo, em curativos para feridas ou preenchimentos para mitigação de danos.
Um artigo que descreve o conceito e o design de tal habitat foi publicado recentemente em Microgravidade da Natureza (NPJ).
O Bio-SPHERE, que inclui uma gama de recursos para trabalho estéril e processamento de materiais, combina essas instalações de simulação e ambientes geológicos úteis com acesso às instalações adjacentes de laboratórios de física e química.
Este ambiente oferece a oportunidade de simular vários cenários de missão e de conduzir ciência interdisciplinar de ponta, abrangendo desde os efeitos de ambientes extremos nos parâmetros biológicos e físico-químicos e na infra-estrutura médica, até investigar como os recursos 'in-situ' disponíveis como pressão ambiente, temperatura e geologia podem ser usados para a construção de habitats.
A pesquisadora principal Dra. Alexandra Iordachescu, no Universidade de Birminghamda Escola de Engenharia Química, disse: “Estamos entusiasmados com a parceria com a fantástica equipe científica do Boulby Underground Laboratory. Esta nova capacidade ajudará a recolher informações que possam aconselhar sobre os sistemas de suporte de vida, dispositivos e biomateriais que poderão ser utilizados em emergências médicas e na reparação de tecidos após danos em missões no espaço profundo.
“Esses tipos de métricas podem orientar o projeto do sistema e ajudar a avaliar as necessidades científicas e os prazos aceitáveis nas operações de bioengenharia sob as restrições de ambientes isolados, como habitats espaciais. É provável que os dados também tragam numerosos benefícios para aplicações baseadas na Terra, como a realização de intervenções biomédicas em áreas remotas ou em ambientes perigosos e, de forma mais geral, a compreensão dos fluxos de trabalho biomédicos nestes ambientes não ideais.”
O professor Sean Paling, diretor e cientista sênior do laboratório Boulby Underground, disse: “Estamos muito satisfeitos por trabalhar com o Dr. Iordachescu e a equipe da Universidade de Birmingham neste trabalho emocionante. Os desafios que a humanidade enfrenta na exploração de habitats fora da Terra são claramente muitos e significativos. O projecto Bio-SPHERE promete ajudar a responder a algumas questões logísticas importantes no estabelecimento de condições de vida sustentáveis em ambientes remotos e subterrâneos e, ao fazê-lo, contribuirá significativamente para os preparativos essenciais para a nossa longa, difícil e emocionante jornada colectiva que temos pela frente. É também um grande exemplo da diversidade de estudos científicos que podem ser realizados em instalações científicas subterrâneas profundas, e estamos muito felizes em hospedá-lo.”
Referência: “Habitats espaciais para bioengenharia e reparo cirúrgico: abordando a necessidade de tecidos reconstrutivos e de pesquisa durante missões no espaço profundo” por Alexandra Iordachescu, Neil Eisenstein e Gareth Appleby-Thomas, 25 de março de 2023, Microgravidade npj.
DOI: 10.1038/s41526-023-00266-3