Biomining spaziale: avanzare verso gli insediamenti umani oltre la Terra

The findings of the BioRock experiment indicate that bacterial supported mining can be carried out in the spazio. Following the success of BioRock study, the  BioAsteroid experiment is currently underway now. In this study, bacteria and fungi are being grown on asteroidal material in an incubator under microgravity condition of the spazio station in order to study biofilm formation, bioleaching and other chemical and biological changes including the genetic transcriptional changes. lo spazio biomining is a significant discovery that seems to have a great potential going forward.

Human settlements beyond Terra on Moon: oppure pianeti piace marzo in spazio have long been the theme of science fiction. However, serious thoughts and research activities towards this have been in progress in the last two decades. One of the key questions before the scientific community has been on how to acquire the materials (such as oxygen, water, building materials including metals and minerals etc.) needed to establish a self-sustaining presence 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⁾.   

Can the technique of biomining be effectively used under microgravity conditions in outer spazio to extract materials needed for umano settlements? Can microorganisms help extract metal and materials using asteroid materials or rocks available on Moon: or marzo? Knowledge of microbe–mineral interactions in spazio is also considered important because of its potential in soil formation, formation of biocrusts in enclosed pressurised spazi, use of regolith (layer of solid material over bedrocks) and production of construction materials. lo spazio biomining experiments were designed exactly for these reasons to understand effects of altered gravity.  

To this end, European lo spazio Agency carried out the BioRock experiment on the International lo spazio Station (ISS) in 2019. Experiments were designed to study bioleaching of rare-terra 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⁾.  

With these stepping stones, the humanity is surely inching forward towards umano settlements beyond 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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