Biominería espacial: avanzando poco a poco hacia asentamientos humanos más allá de la Tierra

Los hallazgos del experimento BioRock indican que la minería con soporte bacteriano se puede llevar a cabo en el espacio. Tras el éxito del estudio BioRock, el experimento BioAsteroid está actualmente en marcha. En este estudio, se cultivan bacterias y hongos en material de asteroides en una incubadora en condiciones de microgravedad de la estación espacial para estudiar la formación de biopelículas, la biolixiviación y otros cambios químicos y biológicos, incluidos los cambios transcripcionales genéticos. La biominería espacial es un descubrimiento significativo que parece tener un gran potencial en el futuro.

Human settlements beyond Earth on luna or on planets like Marte in space have long been the theme of science fiction. However, serious thoughts and research activities towards this have been in progress in the last two decades. One of the key questions before the scientific community has been on how to acquire the materials (such as oxygen, water, building materials including metals and minerals etc.) needed to establish a self-sustaining presence in space ⁽¹⁾.  

Biominería, es decir, extraer metales de los minerales a través de biocatálisis el uso de microorganismos como bacterias y arqueas se practica desde hace mucho tiempo en el planeta Tierra. Actualmente, este método se utiliza para lixiviar sulfuros de cobre y pretratar minerales de oro y también para extraer metales de minerales oxidados y recuperar metales de desechos. ⁽²⁾.   

Can the technique of biomining be effectively used under microgravity conditions in outer space to extract materials needed for human settlements? Can microorganisms help extract metal and materials using asteroid materials or rocks available on luna or Marte? El conocimiento de las interacciones microbio-mineral en el espacio también se considera importante debido a su potencial en la formación de suelos, formación de biocostras en espacios presurizados cerrados, uso de regolito (capa de material sólido sobre el lecho rocoso) y producción de materiales de construcción. Los experimentos de biominería espacial se diseñaron exactamente por estas razones para comprender los efectos de la gravedad alterada.  

To this end, European Space Agency carried out the BioRock experiment on the International Space Station (ISS) in 2019. Experiments were designed to study bioleaching of rare-earth elements from basaltic rock in three gravity conditions viz.  microgravity, simulated Marte gravity and simulated Earth gravity. Three bacterial species, Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilisy Cupriavidus metalidurans se utilizaron en el estudio. La hipótesis probada fue si "Los diferentes regímenes de gravedad pueden influir en las concentraciones celulares finales logradas después de un período de varias semanas en el espacio.''. Los resultados no sugirieron un efecto significativo de las diferentes condiciones de gravedad sobre los recuentos de células bacterianas finales, lo que implica que la eficacia del proceso de blanqueo sigue siendo la misma en diferentes condiciones de gravedad. Estos hallazgos del experimento BioRock indican que la minería con apoyo bacteriano se puede llevar a cabo en el espacio. La biominería espacial es un descubrimiento importante que parece tener un gran potencial en el futuro ^(3,4).  

Tras el éxito del estudio BioRock, el experimento BioAsteroid está actualmente en marcha. En este estudio, se cultivan bacterias y hongos en material asteroide en una incubadora en condiciones de microgravedad de la estación espacial para estudiar la formación de biopelículas, la biolixiviación y otros cambios químicos y biológicos, incluidos los cambios genéticos transcripcionales.⁽⁵⁾.  

Con estos trampolines, la humanidad seguramente está avanzando poco a poco hacia los asentamientos humanos más allá del planeta Tierra.

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Referencias:

1. NASA 2007. Informe del taller de biominería del regolito lunar. Disponible en línea en https://core.ac.uk/download/pdf/10547528.pdf  

2. Johnson DB., 2014. Biominería: biotecnologías para extraer y recuperar metales de minerales y materiales de desecho. Opinión Actual en Biotecnología. Volumen 30, diciembre de 2014, páginas 24-31. DOI: https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.04.008  

3. Cockell, CS, Santomartino, R., Finster, K. et al., 2020. El experimento de biominería de la estación espacial demuestra la extracción de elementos de tierras raras en microgravedad y gravedad de Marte. Publicado: 10 de noviembre de 2020. Nature Communication 11, 5523 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19276-w 

4. Santomartino R., Waajen A., et al 2020. Sin efecto de la microgravedad y la gravedad simulada de Marte en las concentraciones finales de células bacterianas en la Estación Espacial Internacional: Aplicaciones a la bioproducción espacial. Frontiers in Microbiology., 14 de octubre de 2020. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.579156  

5. Agencia Espacial del Reino Unido 2020. Comunicado de prensa - El estudio de biominería podría desbloquear futuros asentamientos en otros mundos. Publicado el 5 de diciembre de 2020. Disponible en línea en https://www.gov.uk/government/news/biomining-study-could-unlock-future-settlements-on-other-worlds 

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