Die Ambitionen der Menschheit, den Weltraum zu erforschen, erfordern Selbstversorgung. Je weiter wir vordringen, desto unpraktischer wird es, sich auf die Ressourcen der Erde zu verlassen. Asteroiden, insbesondere solche, die reich an Elementen der Platingruppe sind, stellen eine mögliche Lösung dar: lokalisierter Bergbau. Ein aktuelles Experiment auf der Internationalen Raumstation (ISS) hat eine überraschende Fähigkeit demonstriert: Pilze und Bakterien können in Mikrogravitation Metalle aus asteroidenähnlichem Material extrahieren, was einen vielversprechenden Weg zur nachhaltigen Nutzung von Weltraumressourcen bietet.
Das BioAsteroid-Projekt
Forscher der Universität Edinburgh unter der Leitung von Professor Charles Cockell führten das BioAsteroid-Projekt durch. Sie testeten Sphingomonas desiccabilis (Bakterien) und Penicillium simplicissimum (Pilz) gegen L-Chondriten-Asteroidenmaterial, eine häufige Art von Weltraumgestein. Ziel war es herauszufinden, welche Elemente biologisch extrahiert werden können und wie sich Mikroben in der einzigartigen Umgebung des Weltraums verhalten.
Dieses Experiment ist von Bedeutung, da es eines der ersten ist, das mikrobielle Wechselwirkungen mit meteoritenähnlichen Materialien unter Schwerelosigkeit analysiert. Dr. Rosa Santomartino von der Cornell University und der University of Edinburgh erklärt: „Wir wollten den Ansatz maßgeschneidert halten … aber auch allgemein halten, um seine Wirkung zu erhöhen.“ Die Forscher verwendeten bewusst zwei unterschiedliche Arten, da diese unterschiedliche Elemente extrahieren.
Wie die mikrobielle Extraktion funktioniert
Der Schlüssel zu diesem Prozess liegt in Carbonsäuren. Sowohl Pilze als auch Bakterien produzieren diese Kohlenstoffmoleküle, die sich an Mineralien im Gestein binden, diese effektiv auflösen und die Metalle freisetzen können. Bei dem Experiment ging es nicht nur darum, welche Elemente extrahiert wurden, sondern auch darum, wie der Prozess im Raum funktioniert. Um dies zu verstehen, führte das Team eine Metabolomanalyse durch und untersuchte dabei die von den Mikroben während des Extraktionsprozesses produzierten Biomoleküle.
Weltraum vs. Erde: Was hat sich geändert?
Der Astronaut Michael Scott Hopkins führte das ISS-Experiment durch, während Forscher parallel eine Studie auf der Erde durchführten, um die Ergebnisse zu vergleichen. Die Analyse von 44 Elementen ergab, dass die mikrobielle Extraktion im Weltraum konsistenter war als die nichtbiologische Auswaschung, deren Wirksamkeit in der Schwerelosigkeit abnahm.
Insbesondere zeigte der Pilz eine erhöhte Produktion von Carbonsäuren, wodurch die Freisetzung wertvoller Metalle wie Palladium, Platin und andere gefördert wurde. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da es darauf hindeutet, dass biologische Prozesse bei bestimmten Elementen auf lange Sicht herkömmliche Methoden übertreffen könnten. Wie Dr. Alessandro Stirpe feststellt, identifizierte das Team subtile, aber wichtige Unterschiede im Verhalten der Mikroben im Weltraum und auf der Erde.
Implikationen für den zukünftigen Weltraumbergbau
Die Ergebnisse zeigen, dass Mikroben unabhängig von der Schwerkraft konstante Extraktionsraten aufrechterhalten können, was einen erheblichen Vorteil für den Asteroidenabbau darstellt. Bei einigen Metallen verbessert der mikrobielle Prozess nicht unbedingt die Extraktion, stellt aber sicher, dass sie auch ohne die Anziehungskraft der Erde stabil bleiben. Die Extraktionsrate variiert auch je nach dem Zielmetall und der verwendeten Mikrobe.
Diese in npj Microgravity veröffentlichte Forschung stellt einen entscheidenden Schritt auf dem Weg zur Entwicklung einer nachhaltigen Ressourcengewinnung im Weltraum dar. Es beweist, dass biologische Systeme in der Mikrogravitation effektiv funktionieren können und bietet einen potenziellen Weg zur unabhängigen Weltraumforschung und Ressourcennutzung.
Die Möglichkeit, Metalle lokal im Weltraum zu gewinnen, ist nicht mehr nur ein theoretisches Konzept. Dieses Experiment bestätigt, dass es möglich ist, und legt den Grundstein für weitere Forschungen zur Verfeinerung dieser Methoden für zukünftige Asteroidenabbauvorgänge.
