സ്പെയ്സ്യൂട്ട് ടു ലാബ് കോട്ട്, ശുഭാൻഷു ശുക്ലയുടെ ചൊവ്വ പരീക്ഷണം തുടങ്ങി

ന്യൂഡൽഹി: ഗ്രൂപ്പ് ക്യാപ്റ്റൻ ശുഭാൻഷു ശുക്ലയുടെ പുതിയ അവതാരം തയ്യാറായി. ഒരു ബഹിരാകാശയാത്രികൻ, അന്താരാഷ്ട്ര ബഹിരാകാശ നിലയത്തിലേക്ക് (ISS) പറന്ന ആദ്യ ഇന്ത്യക്കാരൻ എന്നിവയ്ക്ക് പുറമേ, അദ്ദേഹം ഇപ്പോൾ ഒരു ശാസ്ത്രജ്ഞൻ കൂടിയാണ്.

അദ്ദേഹത്തിന്റെ ആദ്യത്തെ പിയർ-റിവ്യൂഡ് ശാസ്ത്ര ഗവേഷണ പ്രബന്ധം യുഎസ് ആസ്ഥാനമായുള്ള ജേണൽ PLOS One-ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. ഈ കൃതി ISS-ലെ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്നല്ല, മറിച്ച് ഭൂമിയിലെ ഒരു ലബോറട്ടറിയിൽ നിന്നാണ് - ഗ്രൂപ്പ് ക്യാപ്റ്റൻ ശുക്ല ബിരുദാനന്തര ബിരുദം നേടുന്ന ബെംഗളൂരുവിലെ ഇന്ത്യൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് സയൻസിലെ (IISc) മെക്കാനിക്കൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ് വിഭാഗത്തിൽ നിന്നാണ്. ഇന്ത്യൻ ബഹിരാകാശ ഗവേഷണ സംഘടനയ്ക്ക് (ISRO) അപ്പുറമുള്ള അദ്ദേഹത്തിന്റെ ജീവിതമാണിത്.

കൗതുകകരവും ഭാവിയേറിയതുമായ ഒരു ചോദ്യമാണ് പഠനം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നത്: ചുവന്ന ഗ്രഹത്തിന്റെ വിഷലിപ്തമായ മണ്ണ് ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, ചൊവ്വയിൽ ഘടനകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ബാക്ടീരിയകൾക്ക് മനുഷ്യരെ സഹായിക്കാനാകുമോ?

ശാസ്ത്രജ്ഞരും, എലോൺ മസ്‌കിനെപ്പോലുള്ള സംരംഭകരും പോലും, ഭൂമിയോട് ഏറ്റവും അടുത്തുള്ള വാസയോഗ്യമായ ഗ്രഹമായ ചൊവ്വയിൽ സ്ഥിരമായ ഒരു മനുഷ്യ കേന്ദ്രം സ്ഥാപിക്കണമെന്ന് ഇതിനകം സ്വപ്നം കാണുന്നു. അങ്ങനെ സംഭവിച്ചാൽ, ഭൂമിയിൽ നിന്ന് നിർമ്മാണ സാമഗ്രികൾ കൊണ്ടുപോകുന്നത് മിക്കവാറും അസാധ്യമായിരിക്കും. അപ്പോൾ അടുത്ത ഏറ്റവും നല്ല ബദൽ എന്താണ്?

"ഇതിനകം ഉള്ളവ ഉപയോഗിക്കുക എന്നതാണ് ആശയം," ശുക്ല പറയുന്നു. "ഭൂമിയിൽ നിന്ന് നിർമ്മാണ സാമഗ്രികൾ കൊണ്ടുപോകേണ്ടതില്ലെങ്കിൽ, പകരം ചൊവ്വയിൽ ലഭ്യമായ വിഭവങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുക എന്നതാണ് ആശയം, ദീർഘകാല ദൗത്യങ്ങളെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നത് വളരെ എളുപ്പമാകും."

ചൊവ്വയിലെ വിഷ വെല്ലുവിളി

ചൊവ്വ ഒരു തരിശായ ചുവന്ന മരുഭൂമി പോലെ കാണപ്പെടാം, പക്ഷേ അതിന്റെ മണ്ണ് ഗുരുതരമായ ഒരു രാസ വെല്ലുവിളിയെ മറയ്ക്കുന്നു. നിരവധി ബഹിരാകാശ ദൗത്യങ്ങൾ ചൊവ്വയിലെ റെഗോലിത്തിൽ പെർക്ലോറേറ്റ് കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്, ഇത് ഭൂമിയിലെ മിക്ക ജീവജാലങ്ങൾക്കും വിഷാംശമുള്ള ക്ലോറിൻ അധിഷ്ഠിത സംയുക്തമാണ്. പെർക്ലോറേറ്റിന് കോശങ്ങളെ നശിപ്പിക്കാനും, ഉപാപചയ പ്രവർത്തനങ്ങളെ തടസ്സപ്പെടുത്താനും, സൂക്ഷ്മാണുക്കളുടെ അതിജീവനം ബുദ്ധിമുട്ടാക്കാനും കഴിയും.

ചൊവ്വയിലെ "ജീവിക്കുന്ന നിർമ്മാണം" എന്ന ആശയം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ഇത് ഒരു പ്രശ്നം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, അയഞ്ഞ ചൊവ്വയിലെ മണ്ണിനെ ഒരു ദിവസം റോഡുകൾ, ലാൻഡിംഗ് പാഡുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ആവാസ വ്യവസ്ഥകൾ പോലും രൂപപ്പെടുത്താൻ കഴിയുന്ന ഖര ഇഷ്ടികകളാക്കി മാറ്റാൻ ബാക്ടീരിയകളെ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

അത്തരം ബാക്ടീരിയകൾക്ക് പെർക്ലോറേറ്റ് സമ്പുഷ്ടമായ മണ്ണിനെ അതിജീവിക്കാൻ കഴിയുമോ എന്നും ഈ സൂക്ഷ്മാണുക്കളെ ഉപയോഗിച്ചുള്ള നിർമ്മാണം സാധ്യമാണോ എന്നും അന്വേഷിക്കാൻ IISc-യിലെ ഗവേഷകർ തീരുമാനിച്ചു.

ഇഷ്ടികകൾ നിർമ്മിക്കുന്ന ബാക്ടീരിയകൾ

മൈക്രോബയലി ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് കാൽസൈറ്റ് പ്രിസിപ്യൂട്ടേഷൻ അഥവാ എംഐസിപി എന്ന പ്രക്രിയയിലാണ് ഗവേഷണ സംഘം ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചത്. ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, ചില ബാക്ടീരിയകൾക്ക് സൂക്ഷ്മ മേസൺ പോലെ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും. യൂറിയ, കാൽസ്യം തുടങ്ങിയ പോഷകങ്ങൾ നൽകുമ്പോൾ, അവ കാൽസ്യം കാർബണേറ്റ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് മണ്ണിന്റെ കണികകളെ ഖര, ഇഷ്ടിക പോലുള്ള ബ്ലോക്കുകളായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന പ്രകൃതിദത്ത സിമന്റാണ്.

മുൻകാല പഠനങ്ങളിൽ, മണ്ണിലെ ബാക്ടീരിയയായ സ്‌പോറോസാർസിന പാസ്ചൂറിക്ക് സിമുലേറ്റഡ് അല്ലെങ്കിൽ കൃത്രിമ ചന്ദ്രന്റെയോ ചൊവ്വയുടെയോ മണ്ണിനെ "ബഹിരാകാശ ഇഷ്ടികകൾ" ആക്കി മാറ്റാൻ കഴിയുമെന്ന് IISc ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഇതിനകം തെളിയിച്ചിരുന്നു. ഈ പരീക്ഷണങ്ങൾ ഗ്വാർ ബീൻസിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞ പ്രകൃതിദത്ത പശയായ ഗ്വാർ ഗമ്മിനെയും ആശ്രയിച്ചിരുന്നു, ഇത് ബാക്ടീരിയകളെ അതിജീവിക്കാനും ഇഷ്ടികകളെ ശക്തിപ്പെടുത്താനും സഹായിക്കുന്നു.

ഈ പുതിയ പഠനത്തിനായി, ബെംഗളൂരുവിലെ മണ്ണിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ചെടുത്ത ഒരു ശക്തമായ ബാക്ടീരിയൽ സ്ട്രെയിൻ ഗവേഷകർ ഉപയോഗിച്ചു. ജനിതക വിശകലനം ഇത് സ്‌പോറോസാർസിന പാസ്ചൂറിയുമായി അടുത്ത ബന്ധമുള്ളതാണെന്ന് കാണിച്ചു, ഇത് ബയോസിമെന്റേഷന് നന്നായി അനുയോജ്യമാക്കി.

സമ്മർദ്ദം വിചിത്രമായ കാര്യങ്ങൾ സംഭവിക്കാൻ കാരണമാകുന്നു

ചൊവ്വയിൽ കാണപ്പെടുന്നതിന് സമാനമായ അളവിൽ ബാക്ടീരിയകൾ പെർക്ലോറേറ്റിന് വിധേയമായപ്പോൾ, ഫലങ്ങൾ നാടകീയമായിരുന്നു. സൂക്ഷ്മാണുക്കൾ കൂടുതൽ സാവധാനത്തിൽ വളരുകയും സമ്മർദ്ദത്തിന്റെ വ്യക്തമായ ലക്ഷണങ്ങൾ കാണിക്കുകയും ചെയ്തു. മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിൽ, അവ ആകൃതി മാറി, വൃത്താകൃതിയിലായി, ലളിതമായ ബഹുകോശ ഘടനകളോട് സാമ്യമുള്ള ഗ്രൂപ്പുകളായി ഒന്നിച്ചുകൂടാൻ തുടങ്ങി.

സമ്മർദ്ദത്തിലായ ബാക്ടീരിയകൾ എക്സ്ട്രാ സെല്ലുലാർ മാട്രിക്സ് അല്ലെങ്കിൽ ECM എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു സ്റ്റിക്കി പദാർത്ഥത്തിന്റെ വലിയ അളവിൽ പുറത്തുവിടുകയും ചെയ്തു. ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി ഉപയോഗിച്ച്, ഈ പദാർത്ഥം ബാക്ടീരിയ കോശങ്ങളെ ധാതു നിക്ഷേപങ്ങളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ചെറിയ "മൈക്രോബ്രിഡ്ജുകൾ" രൂപപ്പെടുത്തുന്നതായി ഗവേഷകർ നിരീക്ഷിച്ചു.

വിഷ മണ്ണിൽ പ്രകൃതിദത്ത സിമന്റ് പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടോ?

പെർക്ലോറേറ്റ് ബാക്ടീരിയയ്ക്ക് മോശം വാർത്തയായിരുന്നു. വളർച്ച കുറഞ്ഞു, അതിജീവന നിരക്ക് കുറഞ്ഞു, രാസവസ്തു ശക്തമായ ഒരു സ്ട്രെസ്സറായി പ്രവർത്തിച്ചു. എന്നാൽ അതേ ബാക്ടീരിയകൾ സിമുലേറ്റഡ് ചൊവ്വയിലെ മണ്ണിൽ നിന്ന് ഇഷ്ടികകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിച്ചപ്പോൾ, അപ്രതീക്ഷിതമായ എന്തോ ഒന്ന് സംഭവിച്ചു.

വിഷ മണ്ണിൽ നിന്നുള്ള ശക്തമായ ഇഷ്ടികകൾ

വിദേശ ലബോറട്ടറികളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന സിന്തറ്റിക് ചൊവ്വയിലെ മണ്ണ് സാധാരണയായി പെർക്ലോറേറ്റ് ഒഴിവാക്കുന്നു, കാരണം രാസവസ്തു കത്തുന്നതാണ്. എന്നാൽ അതിന്റെ യഥാർത്ഥ ആഘാതം മനസ്സിലാക്കാൻ, IISc ടീം വാണിജ്യപരമായി ലഭ്യമായ മാർസ് ഗ്ലോബൽ സിമുലന്റ്-1 ലേക്ക് മഗ്നീഷ്യം പെർക്ലോറേറ്റ് ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം ചേർത്തു, ഇത് സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ചൊവ്വയിലെ മണ്ണ് അനലോഗ് ആണ്.

ബാക്ടീരിയ, കാൽസ്യം, യൂറിയ, ഗ്വാർ ഗം, ചെറിയ അളവിൽ നിക്കൽ ക്ലോറൈഡ് എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇഷ്ടികകൾ നിർമ്മിച്ചത് - ബാക്ടീരിയയുടെ സിമൻറ് രൂപപ്പെടുത്തുന്ന എൻസൈമിനെ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു ഉത്തേജകമാണിത്. ഫലം ഗവേഷകരെ അത്ഭുതപ്പെടുത്തി.

പെർക്ലോറേറ്റിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ നിർമ്മിച്ച ഇഷ്ടികകൾ യഥാർത്ഥത്തിൽ കൂടുതൽ ശക്തമായിരുന്നു, ഗ്വാർ ഗം, നിക്കൽ എന്നിവയും ഉണ്ടെങ്കിൽ. ഗ്വാർ ഗം ഇല്ലാതെ, ശക്തമായ ഇഷ്ടികകൾ രൂപപ്പെടാൻ കഴിയില്ല. അതുപയോഗിച്ച്, പെർക്ലോറേറ്റ് അന്തിമ കംപ്രസ്സീവ് ശക്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതായി തോന്നി. സമ്മർദ്ദം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ECM ഉൽ‌പാദനവും അധിക ധാതു അവക്ഷിപ്തങ്ങളും അധിക ബൈൻഡിംഗ് ഏജന്റുകളായി പ്രവർത്തിക്കുന്നുണ്ടെന്നും, മണ്ണിനെ ഒരുമിച്ച് നിർത്തുന്ന "പശ" ഫലപ്രദമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നുണ്ടെന്നും ശാസ്ത്രജ്ഞർ വിശ്വസിക്കുന്നു.

ദശകങ്ങൾ മുന്നോട്ട് ചിന്തിക്കുന്നു

ചന്ദ്രനിലോ ചൊവ്വയിലോ സ്ഥിരമായി മനുഷ്യവാസം ഒരുക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പദ്ധതി ഇന്ത്യയ്ക്ക് ഇതുവരെ പ്രഖ്യാപിച്ചിട്ടില്ല. എന്നിരുന്നാലും, ഭാവി പര്യവേക്ഷകർ പതിറ്റാണ്ടുകൾക്ക് ശേഷം നേരിടേണ്ടിവരുന്ന വസ്തുക്കൾ, രീതികൾ, വെല്ലുവിളികൾ എന്നിവ മുൻകൂട്ടി കണ്ട് ഇന്ത്യൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഇതിനകം തന്നെ വളരെ മുന്നോട്ട് ചിന്തിക്കുന്നുണ്ടെന്ന് ഈ ഗവേഷണം കാണിക്കുന്നു.

ഇത്തരം പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഇൻ-സൈറ്റു റിസോഴ്‌സ് വിനിയോഗം എന്ന ആശയവുമായി കൃത്യമായി യോജിക്കുന്നു: ഭൂമിയിൽ നിന്നുള്ളതെല്ലാം കൊണ്ടുപോകുന്നതിനുപകരം പ്രാദേശിക വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മാണം. ആഴത്തിലുള്ള ബഹിരാകാശ ദൗത്യങ്ങളുടെ ചെലവും സങ്കീർണ്ണതയും ഈ സമീപനം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കും.

ഇതിന് പ്രായോഗിക പ്രശ്‌നങ്ങളും പരിഹരിക്കാൻ കഴിയും. അസമമായ ഭൂപ്രകൃതി ഇതിനകം തന്നെ ചാന്ദ്ര ലാൻഡറുകൾക്ക് പ്രശ്‌നങ്ങൾ സൃഷ്ടിച്ചിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ ശക്തമായ, ജൈവശാസ്ത്രപരമായി ഏകീകൃതമായ ഉപരിതലങ്ങൾ ലാൻഡിംഗ് സൈറ്റുകൾ, റോവർ പാതകൾ, ലോഞ്ച് പാഡുകൾ എന്നിവ സ്ഥിരപ്പെടുത്താൻ സഹായിക്കും.

ഒരു ബഹിരാകാശ സഞ്ചാരിയുടെ ആദ്യ ശാസ്ത്ര മെഡൽ

ഗഗന്യാത്രി ശുഭാൻഷു ശുക്ലയ്ക്ക്, ഈ പ്രസിദ്ധീകരണം ആഴത്തിൽ പ്രതീകാത്മകമായ ഒരു നിമിഷത്തെ അടയാളപ്പെടുത്തുന്നു. ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ആദരണീയമായ ഓപ്പൺ-ആക്സസ് ശാസ്ത്ര ജേണലുകളിൽ ഒന്നാണ് PLOS One, കൂടാതെ ആദ്യത്തെ പ്രബന്ധം അംഗീകരിക്കപ്പെടുന്നത് ഏതൊരു യുവ ഗവേഷകനും ഒരു പ്രധാന നേട്ടമാണ്.

ഒരർത്ഥത്തിൽ, യുദ്ധത്തിലെ ധീരതയ്‌ക്കോ ബഹിരാകാശത്തെ വീരകൃത്യങ്ങൾക്കോ ​​അല്ല, മറിച്ച് ഭൂമിക്കപ്പുറത്തുള്ള മനുഷ്യരാശിയുടെ ഭാവിയെ നോക്കുന്ന, ഭൂമിയെ ചുറ്റിപ്പറ്റിയുള്ള കഠിനാധ്വാന ഗവേഷണത്തിന് അശോക ചക്രം ലഭിക്കുന്നതിന് തുല്യമാണ് ഈ പ്രസിദ്ധീകരണം.

ദൗത്യങ്ങളിലൂടെ മാത്രമല്ല, വിക്ഷേപണത്തിന് വളരെ മുമ്പുതന്നെ ആ ദൗത്യങ്ങളെ രൂപപ്പെടുത്തുന്ന ഗവേഷണത്തിലൂടെയും ബഹിരാകാശയാത്രികർ സ്വന്തം നിലയിൽ ശാസ്ത്രജ്ഞരായി മാറുന്നതെങ്ങനെയെന്നും പഠനം എടുത്തുകാണിക്കുന്നു.

ആകസ്മികമായി, ഗ്രൂപ്പ് ക്യാപ്റ്റൻ ശുക്ല തന്റെ 20 ദിവസത്തെ ആക്സിയം-4 അല്ലെങ്കിൽ മിഷൻ ആകാശ് ഗംഗ യാത്രയിൽ ISS-ൽ ആയിരുന്നപ്പോൾ ഏഴ് അടിസ്ഥാന ശാസ്ത്ര പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി. അദ്ദേഹത്തിന്റെ പ്രധാന അന്വേഷകർ അദ്ദേഹത്തോട് ആവശ്യപ്പെട്ടത് ഇതായിരുന്നു. ഇന്ത്യയുടെ അഭിലാഷമായ ഗഗൻയാനിന്റെ ഭാഗമായി കൂടുതൽ അർത്ഥവത്തായ മൈക്രോ-ഗ്രാവിറ്റി പരീക്ഷണങ്ങൾ സങ്കൽപ്പിക്കാൻ ഇപ്പോൾ അദ്ദേഹത്തിന് കഴിഞ്ഞേക്കും.

"ചൊവ്വ ഒരു അന്യഗ്രഹ പരിസ്ഥിതിയാണ്," IISc-യിലെ മെക്കാനിക്കൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ് അസോസിയേറ്റ് പ്രൊഫസറും പഠനത്തിന്റെ അനുബന്ധ രചയിതാവും ഗ്രൂപ്പ് ക്യാപ്റ്റനുമായ ശുക്ലയുടെ ഗവേഷണ ഉപദേഷ്ടാവായ അലോക് കുമാർ പറയുന്നു.

"ഭൂമിയിലെ ജീവികൾ അത്തരം അവസ്ഥകളോട് എങ്ങനെ പ്രതികരിക്കുന്നു എന്ന് മനസ്സിലാക്കുക എന്നത് നമ്മൾ ഉത്തരം നൽകേണ്ട വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു ശാസ്ത്രീയ ചോദ്യമാണ്."

ഇപ്പോഴും ഒരു ബഹിരാകാശയാത്രികനായ ശുക്ല എന്ന ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ശുക്ലയ്ക്ക്, വെളുത്ത ലാബ് കോട്ട് വെളുത്ത സ്പേസ് സ്യൂട്ട് പോലെ തന്നെ പ്രധാനപ്പെട്ടതായിരിക്കാം. രണ്ടും അവനെ ചൊവ്വയിലേക്ക് ചൂണ്ടുന്നതായി തോന്നുന്നു. പ്രായം അവന്റെ വശത്താണുള്ളത് - അവന് 40 വയസ്സ് മാത്രം.