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

Los resultados del experimento BioRock indican que la minería asistida por bacterias puede llevarse a cabo en el espacio . Tras el éxito del estudio BioRock, actualmente se está desarrollando el experimento BioAsteroid. En este estudio, se cultivan bacterias y hongos en material asteroide dentro de una incubadora, bajo las condiciones de microgravedad de la estación espacial , para estudiar la formación de biopelículas, la biolixiviación y otros cambios químicos y biológicos, incluyendo cambios en la transcripción genética. La biominería espacial es un descubrimiento significativo que parece tener un gran potencial de cara al futuro.

Los asentamientos humanos más allá de la Tierra, en la Luna o en planetas como Marte , han sido durante mucho tiempo un tema recurrente en la ciencia ficción. Sin embargo, en las últimas dos décadas se han llevado a cabo reflexiones serias e investigaciones al respecto. Una de las preguntas clave para la comunidad científica ha sido cómo obtener los materiales (como oxígeno, agua, materiales de construcción, incluyendo metales y minerales, etc.) necesarios para establecer una presencia autosostenible en el espacio ⁽¹⁾.

La biominería, es decir, la extracción de metales de minerales mediante biocatálisis utilizando 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, así como para extraer metales de minerales oxidados y recuperar metales de residuos ⁽²⁾.

¿Puede utilizarse eficazmente la técnica de biominería en condiciones de microgravedad en el espacio exterior para extraer los materiales necesarios para los asentamientos humanos ? ¿Pueden los microorganismos ayudar a extraer metales y otros materiales a partir de asteroides o rocas presentes en la Luna o Marte ? El conocimiento de las interacciones entre microbios y minerales en el espacio también se considera importante debido a su potencial en la formación de suelos, la formación de biocrustas en espacios presurizados cerrados , el uso de regolito (capa de material sólido sobre la roca madre) y la producción de materiales de construcción. Los experimentos de biominería espacial se diseñaron precisamente por estas razones, para comprender los efectos de la gravedad alterada.

Con este fin, la Agencia Espacial Europea llevó a cabo el experimento BioRock en la Estación Espacial Internacional (EEI) en 2019. Los experimentos se diseñaron para estudiar la biolixiviación de elementos de tierras raras de roca basáltica en tres condiciones de gravedad: microgravedad, gravedad simulada de Marte y gravedad simulada de la Tierra . Se utilizaron tres especies bacterianas: Sphingomonas desiccabilis , Bacillus subtilis y Cupriavidus metallidurans . La hipótesis probada fue si " diferentes regímenes de gravedad pueden influir en las concentraciones celulares finales alcanzadas después de un período de varias semanas en el espacio ". Los resultados sugirieron que no hubo un efecto significativo de las diferentes condiciones de gravedad en los recuentos celulares bacterianos finales, lo que implica que la eficacia del proceso de blanqueo permanece igual bajo diferentes condiciones de gravedad. Estos hallazgos del experimento BioRock indican que la minería asistida por bacterias puede llevarse a cabo en el espacio. La biominería espacial es un descubrimiento significativo 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 bajo las 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 ⁽⁵⁾.

Con estos primeros pasos, la humanidad avanza sin duda hacia 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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