L’utilisation de bactéries pour extraire des métaux précieux des astéroïdes pourrait faciliter la construction d’habitats et d’autres éléments essentiels dans l’espace. Image générée à l’aide de l’IA de Google
L’humanité pourrait être un pas plus près de l’exploitation minière spatiale et de l’autosuffisance cosmique grâce à une arme secrète et minuscule : les microbes. Dans une expérience unique récemment décrite , des scientifiques ont utilisé des bactéries et des champignons pour extraire des métaux précieux d’un astéroïde en microgravité, créant ainsi un cadre vivant pour l’utilisation des ressources in situ (ISRU: In Situ Ressources Utilization).
L’utilisation des ressources in situ (ISRU) est essentielle à notre avenir spatial, car le transport de matériaux depuis la Terre est coûteux et complexe. Heureusement, les astéroïdes renferment des éléments indispensables comme l’eau, l’hydrogène, des composés carbonés et une multitude de métaux et de non-métaux nécessaires à une présence humaine prolongée dans l’espace.
Tirer le meilleur parti de notre milieu microbien
Les micro-organismes vivent sur, dans et à nos côtés ; ils nous accompagnent donc partout. C’est pourquoi des scientifiques proposent d’utiliser les champignons qui nous entourent pour extraire des ressources nécessaires aux systèmes industriels, pharmaceutiques et autres systèmes essentiels à la vie sur Terre.
C’est dans le cadre du projet BioAsteroid que des chercheurs ont évalué la capacité des bactéries et des champignons à extraire divers éléments d’un échantillon d’astéroïde pulvérisé sous différents niveaux de gravité.
Les chercheurs ont utilisé deux types de microbes, la bactérie Sphingomonas desiccabilis et le champignon Penicillium simplicissimum (à ne pas confondre avec le genre Penicillium ), car ils produisent des acides carboxyliques qui extraient les minéraux des roches. Chaque microbe a été testé individuellement, puis au sein d’un consortium bactérien-fongique, dans deux conditions : sur Terre et à bord de la Station spatiale internationale (ISS).
L’astronaute de la NASA Michael Scott Hopkins réalise une expérience en microgravité à l’aide d’un incubateur KUBIK à bord de la Station spatiale internationale. NASA / Université Cornell
Les chercheurs ont ensuite comparé la capacité des microbes à récolter des matériaux astéroïdaux avec celle d’une méthode d’extraction abiotique (une solution sans aucun composant biologique) dans les conditions mentionnées précédemment.
L’équipe Microbe prouve sa valeur
Les résultats suggèrent que les microbes, seuls ou en consortium, sont plus efficaces que les méthodes abiotiques pour lixivier certains éléments des matériaux astéroïdaux. Parmi ceux-ci figurent les éléments du groupe du platine (EGP) : le ruthénium (Ru), le palladium (Pd) et le platine (Pt), qui ont de nombreuses applications industrielles, médicales et électriques .
Globalement, le champignon s’est avéré bien plus performant que la bactérie en matière de bioextraction minière, notamment en microgravité. « Les résultats de la biolixiviation étaient également sensiblement différents entre la Terre et l’espace. » « Bien que l’extraction bactérienne de palladium soit restée inférieure à celle de l’échantillon non biologique, elle a été multipliée par 13,6 dans l’espace », tout en démontrant une affinité pour le phosphore, un élément essentiel aux procédés industriels et aux systèmes de survie.
Cependant, les résultats globaux sont mitigés. La biolixiviation de certains éléments diminue en microgravité par rapport à la gravité terrestre. De plus, certains éléments, comme le cuivre, pourraient être extraits plus efficacement par des méthodes abiotiques, ce qui plaide en faveur d’une approche combinant les avantages des deux méthodes.
Un incubateur KUBIK utilisé pour cultiver des échantillons biologiques comme des bactéries, des champignons et des cellules végétales dans l’espace. Comat
Une explication simple n’est pas encore disponible en raison des nombreuses variables impliquées : « Selon l’espèce microbienne, selon les conditions spatiales, selon la méthode utilisée par les chercheurs, tout change », explique l’auteure principale Rosa Santomartino , professeure adjointe de génie biologique et environnemental à l’Université Cornell.
Les sous-produits microbiens peuvent fournir les ressources nécessaires à l’espace.
Enfin, les chercheurs ont effectué une analyse métabolomique pour détecter les sous-produits microbiens dans la culture liquide issue de l’expérience terminée.
Les microbes ont effectivement généré des sous-produits intrigants, dont plusieurs composés d’intérêt pharmaceutique et un précurseur de plastiques, laissant entrevoir la possibilité d’une fabrication de bioplastiques dans l’espace.
De plus, des recherches antérieures ont montré que les microbes produisent des métabolites aux propriétés antibiotiques, ainsi qu’un type de polyester, vraisemblablement pour doter les futurs avant-postes de ce style emblématique des stations spatiales de science-fiction.
Ces découvertes sont non seulement précieuses pour les opérations spatiales, mais aussi pour l’exploration humaine des surfaces extraterrestres. De même que les microbes extraient des minéraux des astéroïdes, ils peuvent le faire à partir du régolithe, la poussière et le gravier qui recouvrent la Lune, Mars et d’autres mondes.
La Terre pourrait également bénéficier de stratégies améliorées de gestion des ressources et de recyclage inspirées des processus microbiens. À titre d’exemple, nous devons de nombreuses inventions du quotidien aux expériences scientifiques menées dans l’espace, comme les lunettes de soleil protégeant les yeux et la mousse à mémoire de forme .
Si les premières activités minières d’astéroïdes menées par l’humanité ne ressemblent pas aux installations orbitales de la science-fiction, c’est peut-être parce que ce sont des armées de microbes, plutôt que des machines, qui propulseront notre espèce dans le cosmos.
https://refractor.io/science/asteroid-mining-microbes-spacefaring-minerals-bioleaching
