Depuis des siècles, les gens ont fait le dur travail d'extraction de minéraux et de métaux utiles à partir de roches solides. Puis, les scientifiques ont appris à exploiter le pouvoir de minuscules microbes pour effectuer une partie de ce travail. Ce processus, appelé biomine, est devenu courant sur Terre.

Alors que les humains planifient des expéditions vers des endroits tels que la Lune et Mars, la biomine offre un moyen d'obtenir les matériaux nécessaires sur d'autres corps planétaires plutôt que de les apporter de la Terre. Cette approche est appelée utilisation des ressources in situ. Cependant, les microbes et les roches interagissent différemment en dehors de la gravité terrestre, affectant potentiellement la production de la biomine extraterrestre.

Une nouvelle enquête sur la Station spatiale internationale représente la première étude de la façon dont les microbes se développent et modifient les roches planétaires en microgravité et en gravité martienne simulée. L'étude, BioRock, est également le premier test de biomine extraterrestre et la première utilisation d'un prototype de réacteur minier miniature dans l'espace.

"Nous étudions trois types de microbes, nous donnant la première comparaison entre les comportements de différents microbes dans l'environnement spatial, " a déclaré le chercheur principal Charles Cockell, professeur au Centre britannique d'astrobiologie, Université d'Édimbourg. Les scientifiques savent très peu de choses sur la façon dont la microgravité affecte les interactions entre les microbes et les minéraux, mais des recherches antérieures démontrent que l'attachement des microbes aux surfaces, ou formation de biofilms, se produit différemment dans l'espace.

En général, les biofilms augmentent, s'épaississent et montrent des formes et des structures particulières en microgravité. Les enquêteurs s'attendent à voir un comportement similaire de la part des microbes dans l'enquête BioRock.

"Pour l'enquête, nous utilisons de la roche basaltique naturellement très vésiculaire, ou contient beaucoup d'espaces, de voir comment les bactéries interagissent au sein de ces cavités en microgravité, " dit Rosa Santomartino, un chercheur postdoctoral au laboratoire Cockell enquêtant sur la croissance des microbes. De retour sur Terre, les chercheurs prévoient d'examiner comment les microbes se sont développés à travers et dans la roche et de comparer les trois types de microbes.

Ils examineront également les éléments lessivés dans le fluide autour de la roche, et examinez à quel point les différents microbes ont extrait plus de 20 éléments différents des roches. Les trois microbes comprennent un isolé des croûtes du désert dans l'ouest du plateau du Colorado aux États-Unis, celui fourni par le Centre aérospatial allemand, et un autre connu pour sa résistance aux métaux lourds fournie par le Centre belge de recherche nucléaire.

"L'expérience BioRock commence à assembler les pièces du puzzle, " Cockell a ajouté. " Comprendre comment les microbes interagissent, croître et extraire des éléments d'une surface rocheuse en microgravité et la gravité simulée de Mars nous dira, pour la première fois, si la faible gravité affecte la capacité des micro-organismes à se fixer aux surfaces rocheuses et à effectuer une biomine. En d'autres termes, si l'exploitation extraterrestre est possible."

Les résultats devraient fournir une comparaison qualitative et quantitative des interactions bactériennes et rocheuses ayant lieu à la gravité terrestre, gravité martienne simulée, et les niveaux de microgravité. Par exemple, l'absence de convection thermique en microgravité pourrait restreindre l'apport de nourriture et d'oxygène aux bactéries dans les environnements rocheux et supprimer leur croissance.

"Nous espérons mieux comprendre comment les microbes se développent dans l'espace et comment nous pourrions les utiliser dans l'exploration humaine et la colonisation de l'espace, de l'exploitation minière à la transformation des roches en sols sur la Lune et sur Mars, " a déclaré Cockell. Les interactions microbe-roche peuvent transformer la roche en sols et les explorateurs pourraient un jour les utiliser pour transformer le régolithe - la couche de poussière, débris fragmentés recouvrant la surface de la Lune, Mars, et les astéroïdes—dans les sols pour la croissance des plantes.

Prochain, les chercheurs mèneront des expériences supplémentaires avec différents microbes et matériaux pour affiner davantage l'utilisation des microbes pour l'utilisation des ressources in situ.

"Les microbes sont partout, dans notre alimentation, nos maisons, et nos processus industriels - et ils font des choses extrêmement importantes dans notre vie quotidienne, " Cockell a dit. " Alors que nous nous déplaçons dans l'espace, nous pouvons exploiter les microbes pour nous faciliter la vie et améliorer le succès des colonies spatiales. BioRock consiste à former une nouvelle alliance spatiale avec le monde microbien, en utilisant des microbes pour faire progresser une présence humaine permanente dans l'espace. »

Et laisser les petits organismes faire une partie du travail difficile.