Alors que les villes, les villes, et les vaisseaux spatiaux entièrement exploités à partir d'énergie générée par des sources microbiennes relèvent toujours de la science-fiction, les connaissances scientifiques nécessaires pour un tel avenir peuvent s'appuyer sur des études telles que la dernière enquête microbienne à arriver à la Station spatiale internationale. Une expérience intitulée Investigating the Physiology and Fitness of an Exoelectrogenic Organism under Microgravity Conditions (Micro-12) a été livrée au laboratoire en orbite par SpaceX CRS-15. Cette étude fait progresser la recherche pour les applications scientifiques fondamentales et biotechnologiques en testant les performances d'un micro-organisme bactérien inhabituel connu sous le nom de Shewanella oneidensis MR-1 (Shewanella) dans des conditions de microgravité.

Normalement, les organismes vivants utilisent l'oxygène pour transférer des électrons qui alimentent leur métabolisme. Comme le nom le suggère, cependant, les organismes exoélectrogènes peuvent puiser dans leur environnement extérieur pour obtenir de l'énergie. Shewanella utilise des métaux dans des environnements à faible teneur en oxygène ou sans oxygène pour se créer de l'énergie - un trait qui pourrait s'avérer utile pour les voyages dans l'espace.

"Pour usage humain, Shewanella est idéal pour nettoyer les déchets organiques et produire de l'énergie électrique en même temps, " dit John Hogan, chercheur principal pour Micro-12 au Ames Research Center de la NASA dans la Silicon Valley en Californie.

Alors que la NASA envisage des missions au-delà de l'orbite terrestre basse, Les systèmes d'assistance vitale et d'alimentation devront réduire leur taille tout en augmentant leur efficacité afin de mieux utiliser les ressources limitées. Une façon d'y parvenir est d'utiliser les déchets d'un système pour en alimenter d'autres. Se greffer sur le processus de Shewanella pourrait être une étape vers la fermeture de cette boucle.

Fiabilité, cependant, est tout aussi important que l'efficacité lors de la planification de l'espace. Alors que le comportement de Shewanella sur Terre est bien documenté, sa réaction et ses performances en microgravité sont encore inconnues. À cette fin, Micro-12 examinera l'utilisation des biofilms par l'organisme, transport extracellulaire d'électrons, et la condition physique et les performances globales en microgravité.

Ces biofilms, qui apparaissent comme une mince, substance visqueuse, sont essentiels à la capacité des bactéries à se connecter et à se développer. Lorsque l'oxygène est rare, les colonies qui poussent sur les rochers utilisent des nanofils, petits appendices du biofilm, pour rechercher du métal dans les roches et passer à leur système de respiration de secours. Micro-12 teste si l'intégrité du biofilm de l'organisme est entravée par la microgravité.

Si la bactérie se comporte bien, Shewanella pourrait apporter une réponse à la recherche plus large d'élégants, systèmes autonomes de conversion des déchets en énergie pour les véhicules d'exploration. Sur Terre, Shewanella est également un bon candidat pour les systèmes de production d'énergie, en particulier dans les environnements riches en déchets.

"Pour vous donner un exemple spécifique de la façon dont Shewanella pourrait être utilisé, penser aux stations d'épuration, " a déclaré Hogan. " Il y a beaucoup d'énergie dans les déchets de ces usines qui sont simplement jetés sous forme de boues. Mais si des électrodes et Shewanella sont ajoutées dans le cadre du système de traitement, les centrales pourraient alors produire une partie importante de leur propre électricité.

Bien qu'il soit l'organisme le plus connu et le plus étudié de son genre, Shewanella n'est pas seule. Micro-12 devrait ouvrir la voie à de nombreuses futures études de microgravité d'organismes similaires.