Biomining spaziale: avanzare verso gli insediamenti umani oltre la Terra

I risultati dell'esperimento BioRock indicano che l'estrazione supportata da batteri può essere effettuata in spazio. Dopo il successo dello studio BioRock, l'esperimento BioAsteroid è attualmente in corso. In questo studio, batteri e funghi vengono coltivati ​​su materiale asteroidale in un'incubatrice in condizioni di microgravità spazio stazione al fine di studiare la formazione del biofilm, la biolisciviazione e altri cambiamenti chimici e biologici, compresi i cambiamenti genetici trascrizionali. lo spazio la bioestrazione è una scoperta significativa che sembra avere un grande potenziale per il futuro.

Umani insediamenti al di là Terra on Moon: oppure pianeti come marzo in spazio sono stati a lungo il tema della fantascienza. Tuttavia, negli ultimi due decenni sono state sviluppate riflessioni e attività di ricerca serie in questo senso. Una delle domande chiave davanti alla comunità scientifica riguardava come acquisire i materiali (come ossigeno, acqua, materiali da costruzione inclusi metalli e minerali, ecc.) necessari per stabilire una presenza autosufficiente in spazio ⁽¹⁾.  

Biomining, ovvero estrazione di metalli dai minerali attraverso bio-catalisi l'utilizzo di microrganismi come batteri e archaea è in pratica da molto tempo pianeta Terra. Attualmente questo metodo viene utilizzato per lisciviare solfuri di rame e pretrattare minerali d'oro, nonché per estrarre metalli da minerali ossidati e per recuperare metalli dai rifiuti ⁽²⁾.   

La tecnica della bioestrazione può essere utilizzata efficacemente in condizioni di microgravità all'esterno? spazio per estrarre i materiali necessari umano insediamenti? I microrganismi possono aiutare a estrarre metalli e materiali utilizzando materiali di asteroidi o rocce disponibili su Moon: or marzo? Conoscenza delle interazioni microbi-minerali in spazio è considerato importante anche per il suo potenziale nella formazione del suolo, nella formazione di biocroste in ambienti chiusi pressurizzati spazi, uso della regolite (strato di materiale solido sopra le rocce) e produzione di materiali da costruzione. lo spazio gli esperimenti di bioestrazione sono stati progettati proprio per questi motivi per comprendere gli effetti della gravità alterata.  

A tal fine, europeo lo spazio L'Agenzia ha effettuato l'esperimento BioRock sull'Internazionale lo spazio Station (ISS) nel 2019. Sono stati progettati esperimenti per studiare la biolisciviazione di specie rareterra elementi di roccia basaltica in tre condizioni di gravità, vale a dire. microgravità, simulata marzo gravità e simulata Terra gravità. Tre specie batteriche Sphingomonas essiccabilis, Bacillus subtilise Cupriavidus metallidurans sono stati utilizzati nello studio. L'ipotesi testata era se”regimi di gravità diversi possono influenzare le concentrazioni cellulari finali raggiunte dopo un periodo di più settimane nello spazio''. I risultati non hanno suggerito alcun effetto significativo delle diverse condizioni di gravità sulla conta finale delle cellule batteriche, il che implica che l'efficacia del processo di sbiancamento rimane la stessa in condizioni di gravità diverse. Questi risultati dell'esperimento BioRock indicano che l'estrazione supportata da batteri può essere effettuata nello spazio. La bioestrazione spaziale è una scoperta significativa che sembra avere un grande potenziale in futuro ^(3,4).  

Dopo il successo dello studio BioRock, l'esperimento BioAsteroid è attualmente in corso. In questo studio, batteri e funghi vengono coltivati ​​su materiale asteroidale in un incubatore in condizioni di microgravità della stazione spaziale per studiare la formazione di biofilm, la bioleaching e altri cambiamenti chimici e biologici, inclusi i cambiamenti genetici trascrizionali⁽⁵⁾.  

Con questi trampolini di lancio, l’umanità sta sicuramente avanzando verso umano insediamenti al di là pianeta Terra.

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Riferimenti:

1. NASA 2007. Report del seminario sulla biominerizzazione della regolite lunare. Disponibile online su https://core.ac.uk/download/pdf/10547528.pdf  

2. Johnson DB., 2014. Biomining — biotecnologie per l'estrazione e il recupero di metalli da minerali e materiali di scarto. Opinione attuale in biotecnologia. Volume 30, dicembre 2014, pagine 24-31. DOI: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.04.008  

3. Cockell, CS, Santomartino, R., Finster, K. et al., 2020. L'esperimento di biomining della stazione spaziale dimostra l'estrazione di elementi di terre rare in microgravità e gravità di Marte. Pubblicato: 10 novembre 2020. Comunicazione sulla natura 11, 5523 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19276-w 

4. Santomartino R., Waajen A., et al 2020. Nessun effetto della microgravità e della gravità simulata di Marte sulle concentrazioni finali di cellule batteriche sulla Stazione Spaziale Internazionale: applicazioni alla bioproduzione spaziale. Frontiers in Microbiology., 14 ottobre 2020. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.579156  

5. UK Space Agency 2020. Comunicato stampa – Lo studio sulla biomining potrebbe sbloccare futuri insediamenti su altri mondi. Pubblicato il 5 dicembre 2020. Disponibile online su https://www.gov.uk/government/news/biomining-study-could-unlock-future-settlements-on-other-worlds 

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