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Biomining spatial : Vers des établissements humains au-delà de la Terre

LES SCIENCESASTRONOMIE ET ​​SCIENCE DE L'ESPACEBiomining spatial : Vers des établissements humains au-delà de la Terre

Les résultats de l'expérience BioRock indiquent que l'exploitation minière soutenue par des bactéries peut être effectuée dans l'espace. Suite au succès de l'étude BioRock, l'expérience BioAsteroid est actuellement en cours. Dans cette étude, des bactéries et des champignons sont cultivés sur du matériel astéroïde dans un incubateur sous condition de microgravité de la station spatiale afin d'étudier la formation de biofilm, la biolixiviation et d'autres changements chimiques et biologiques, y compris les changements transcriptionnels génétiques. La bioexploitation spatiale est une découverte importante qui semble avoir un grand potentiel pour l'avenir.

Les établissements humains au-delà de la Terre sur la Lune ou sur des planètes comme Mars dans l'espace ont longtemps été le thème de la science-fiction. Cependant, des réflexions et des activités de recherche sérieuses dans ce sens ont été en cours au cours des deux dernières décennies. L'une des questions clés posées à la communauté scientifique a été de savoir comment acquérir les matériaux (tels que l'oxygène, l'eau, les matériaux de construction, y compris les métaux et les minéraux, etc.) nécessaires pour établir une présence autonome dans l'espace. (1) .  

La biomine, c'est-à-dire l'extraction des métaux des minerais par bio-catalyse l'utilisation de micro-organismes comme les bactéries et les archées est pratiquée depuis longtemps sur la planète Terre. Actuellement, cette méthode est utilisée pour lixivier les sulfures de cuivre et prétraiter les minerais d'or ainsi que pour extraire les métaux des minerais oxydés et récupérer les métaux des déchets. (2) .   

La technique du biomining peut-elle être utilisée efficacement dans des conditions de microgravité dans l'espace extra-atmosphérique pour extraire les matériaux nécessaires aux établissements humains ? Les micro-organismes peuvent-ils aider à extraire le métal et les matériaux à l'aide de matériaux ou de roches astéroïdes disponibles sur la Lune ou Mars? La connaissance des interactions microbe-minéral dans l'espace est également considérée comme importante en raison de son potentiel de formation de sol, de formation de biocroûtes dans des espaces pressurisés clos, de l'utilisation de régolithe (couche de matériau solide sur le substratum rocheux) et de la production de matériaux de construction. Les expériences de biomines spatiales ont été conçues exactement pour ces raisons afin de comprendre les effets de la gravité altérée.  

À cette fin, l'Agence spatiale européenne a réalisé l'expérience BioRock sur la Station spatiale internationale (ISS) en 2019. Les expériences ont été conçues pour étudier la biolixiviation des éléments de terres rares à partir de la roche basaltique dans trois conditions de gravité, à savoir. microgravité, gravité simulée sur Mars et gravité terrestre simulée. Trois espèces bactériennes, Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtiliset Cupriavidus metallidurans ont été utilisés dans l'étude. L'hypothèse testée était si "différents régimes de gravité peuvent influencer les concentrations cellulaires finales obtenues après une période de plusieurs semaines dans l'espace''. Les résultats suggèrent qu'il n'y a pas d'effet significatif des différentes conditions de gravité sur le nombre final de cellules bactériennes, ce qui implique que l'efficacité du processus de blanchiment reste la même dans différentes conditions de gravité. Ces résultats de l'expérience BioRock indiquent que l'exploitation minière soutenue par des bactéries peut être réalisée dans l'espace. La biomine spatiale est une découverte importante qui semble avoir un grand potentiel pour l'avenir (3,4) .  

Suite au succès de l'étude BioRock, l'expérience BioAsteroid est actuellement en cours. Dans cette étude, des bactéries et des champignons sont cultivés sur du matériel astéroïde dans un incubateur dans des conditions de microgravité de la station spatiale afin d'étudier la formation de biofilm, la biolixiviation et d'autres changements chimiques et biologiques, y compris les changements génétiques transcriptionnels.(5) .  

Avec ces tremplins, l'humanité avance sûrement vers des établissements humains au-delà de la planète Terre.

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Références:

  1. NASA 2007. Rapport de l'atelier sur la biomine du régolithe lunaire. Disponible en ligne sur https://core.ac.uk/download/pdf/10547528.pdf  
  1. Johnson DB., 2014. Biomining — biotechnologies pour l'extraction et la récupération de métaux à partir de minerais et de déchets. Opinion actuelle en biotechnologie. Volume 30, décembre 2014, pages 24-31. EST CE QUE JE: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.04.008  
  1. Cockell, CS, Santomartino, R., Finster, K. et al., 2020. L'expérience de biomine de la station spatiale démontre l'extraction d'éléments de terres rares en microgravité et en gravité sur Mars. Publication : 10 novembre 2020. Nature Communication 11, 5523 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19276-w 
  1. Santomartino R., Waajen A., et al 2020. Aucun effet de la microgravité et de la gravité simulée sur Mars sur les concentrations finales de cellules bactériennes sur la Station spatiale internationale : applications à la bioproduction spatiale. Frontiers in Microbiology., 14 octobre 2020. DOI : https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.579156  
  1. Agence spatiale britannique 2020. Communiqué de presse - Une étude sur la biomine pourrait débloquer de futures colonies sur d'autres mondes. Publié le 5 décembre 2020. Disponible en ligne sur https://www.gov.uk/government/news/biomining-study-could-unlock-future-settlements-on-other-worlds 

*** 

Umesh Prasad
Umesh Prasadhttps://www.UmeshPrasad.org
Rédacteur en chef, Scientific European

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