L'astronaute de l'ESA Luca Parmitano travaille sur l'expérience BioRock sur la Station spatiale internationale, précurseur du projet BioAsteroid. Crédit :ESA
Alors que l'humanité se rapproche de la possibilité de vivre et de travailler à des millions de kilomètres de la Terre sur des planètes comme Mars, les scientifiques cherchent au-delà de notre planète comment acquérir les matériaux nécessaires pour établir une présence autonome dans l'espace.
Les chercheurs mettent à l'épreuve les méthodes d'extraction en microgravité pour voir si les astéroïdes pourraient fournir une vaste nouvelle source de matériaux précieux et d'oligo-éléments. L'expérience BioAsteroid de l'ESA (Agence spatiale européenne) lancée à bord de la 21e mission de ravitaillement de fret SpaceX étudie la biomine en microgravité à bord de la Station spatiale internationale. L'étude y parvient en envoyant des dispositifs expérimentaux (bioréacteurs) à la station spatiale contenant du matériel astéroïde et en observant les capacités des microbes à extraire des éléments utiles du substrat rocheux.
La biomine est un moyen écologique et économe en énergie d'extraire des éléments utiles en utilisant des microbes pour décomposer les roches pour fabriquer du sol ou fournir des nutriments. Les microbes sont de minuscules organismes tels que les bactéries et les champignons qui ont une grande variété de fonctions. Certains microbes ont des capacités qui pourraient être bénéfiques pour l'homme, comme la biomine. "Les microbes sont très bons pour faire ces choses, parce qu'ils exploitent des éléments depuis trois milliards et demi d'années, bien avant l'arrivée des humains, " dit BioAsteroid Investigator et professeur au UK Centre for Astrobiology à l'Université d'Édimbourg, Charles Cockell.
Alors que la biomine a été utilisée sur Terre pour résoudre des problèmes de pollution tels que le drainage minier acide, une question majeure est de savoir comment ces microbes s'attachent aux surfaces, ou former des biofilms, dans l'espace. La microgravité peut altérer les processus physiques de base comme la convection et le mélange de liquides. Cockell a répondu à certaines de ces questions en tant que chercheur principal de BioRock, qui a été menée sur la station spatiale en 2019 après sa livraison sur SpaceX CRS-18. Cette précédente enquête de l'ESA a examiné comment la microgravité et la gravité martienne affectent les processus microbiens impliqués dans la biomine. Surprenant l'équipe de recherche, la microgravité n'a pas eu d'effet néfaste sur la biomine. Les résultats ont été publiés dans la revue scientifique Nature plus tôt cette année. "Les microbes ont pu biominer de la même manière dans différentes conditions de gravité. Nous avons démontré avec succès l'extraction d'éléments de terres rares à partir de basalte, un constituant de la surface lunaire et martienne, " dit Cockell.
Une vue en amont de l'unité d'expérimentation BioAsteroid où l'investigation BioAsteroid est effectuée intégrée dans le conteneur d'expérimentation pour l'investigation BioAsteroid. Chaque unité expérimentale dispose de deux chambres de culture. Crédit :ESA
Maintenant que BioRock a terminé la première démonstration technique d'un bioréacteur réalisant une biomine sur du basalte, Cockell a pour objectif d'extraire des éléments des astéroïdes. "Le but de BioAsteroid est d'essayer de comprendre comment les microbes interagissent avec la matière des astéroïdes en microgravité, et s'ils peuvent être utilisés pour accélérer, ou catalyser, la décomposition du matériel astéroïde pour libérer des éléments utiles, " dit Cockell.
BioAsteroid se concentre sur les microbes qui ont déjà été utilisés dans la biomine, mais comprend une nouvelle tournure. "Au lieu de regarder le basalte, nous regardons du matériel astéroïde. Au lieu de simples bactéries, nous regardons une bactérie et un champignon, et une bactérie et un champignon mélangés, " dit Cockell. Les champignons utilisés dans BioAsteroid sont des dissolvants agressifs de la roche, produisant beaucoup d'acide et formant des réseaux sur des roches avec des mycéliums. En abaissant le pH de l'environnement, les microbes extrairont des éléments chargés positivement de la matière astéroïde, provoquant sa rupture.
L'enquête en grande partie automatisée sera active pendant 19 jours, au cours de laquelle les microbes et le champignon interagiront avec des morceaux d'un astéroïde chondrite vieux de 4,5 milliards d'années trouvé au Maroc. Chacune des 12 chambres comprendra environ 1 gramme d'astéroïde et 5 millilitres de liquide contenant environ 1 à 5 milliards de microbes.
"Il faut sortir des trucs de la croûte d'une planète pour construire des choses, que ce soit du fer dans ton vaisseau spatial, ou qu'il s'agisse d'éléments de terres rares dans vos téléphones portables ou vos écrans d'ordinateur, " dit Cockell. " La civilisation est construite sur des éléments qui ont été extraits de la croûte terrestre. " Ces éléments ont été extraits à travers l'histoire et utilisés pour des outils :de la métallurgie à la miniaturisation des composants électroniques tels que les condensateurs et les aimants. Peut-être à l'avenir, l'humanité aura des roches spatiales, et bien sûr les mineurs microbiens, remercier pour les colonies spatiales et les nouvelles technologies.
