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

The findings of the BioRock experiment indicate that bacterial supported mining can be carried out in the espacio. Following the success of BioRock study, the  BioAsteroid experiment is currently underway now. In this study, bacteria and fungi are being grown on asteroidal material in an incubator under microgravity condition of the espacio station in order to study biofilm formation, bioleaching and other chemical and biological changes including the genetic transcriptional changes. Espacio biomining is a significant discovery that seems to have a great potential going forward.

Human settlements beyond La Tierra on luna o en planetas como Marte in espacio 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 espacio ⁽¹⁾.  

Biominería, es decir, extraer metales de los minerales a través de biocatálisis using microorganisms like bacteria and archaea is in practice for long on avión La Tierra . Currently, this method is used to leach copper sulfides and pretreat gold ores and also to extract metals from oxidised ores and to recover metals from wastes ⁽²⁾.   

Can the technique of biomining be effectively used under microgravity conditions in outer espacio to extract materials needed for human settlements? Can microorganisms help extract metal and materials using asteroid materials or rocks available on luna or Marte? Knowledge of microbe–mineral interactions in espacio is also considered important because of its potential in soil formation, formation of biocrusts in enclosed pressurised espacios, use of regolith (layer of solid material over bedrocks) and production of construction materials. Espacio biomining experiments were designed exactly for these reasons to understand effects of altered gravity.  

To this end, European Espacio Agency carried out the BioRock experiment on the International Espacio Station (ISS) in 2019. Experiments were designed to study bioleaching of rare-tierra elements from basaltic rock in three gravity conditions viz.  microgravity, simulated Marte gravity and simulated La Tierra 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⁾.  

With these stepping stones, the humanity is surely inching forward towards human settlements beyond avión La 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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