De ambities van de mensheid op het gebied van verkenning van de verre ruimte vereisen zelfvoorziening. Vertrouwen op de aarde voor hulpbronnen wordt onpraktisch naarmate we verder gaan. Asteroïden, vooral die rijk aan elementen uit de platinagroep, vertegenwoordigen een mogelijke oplossing: gelokaliseerde mijnbouw. Een recent experiment op het Internationale Ruimtestation (ISS) heeft een verrassend vermogen aangetoond: schimmels en bacteriën kunnen metalen uit asteroïde-achtig materiaal halen in microzwaartekracht, wat een veelbelovend pad biedt naar duurzaam gebruik van ruimtebronnen.
Het BioAsteroïde-project
Onderzoekers van de Universiteit van Edinburgh, onder leiding van professor Charles Cockell, voerden het BioAsteroid-project uit. Ze testten Sphingomonas desiccabilis (bacteriën) en Penicillium simplicissimum (schimmel) tegen L-chondriet asteroïde materiaal, een veel voorkomend type ruimtegesteente. Het doel was om te bepalen welke elementen biologisch kunnen worden geëxtraheerd en hoe microben zich gedragen in de unieke omgeving van de ruimte.
Dit experiment is belangrijk omdat het een van de eersten is die microbiële interacties met meteorietachtige materialen onder microzwaartekracht analyseert. Zoals Dr. Rosa Santomartino van Cornell University en de Universiteit van Edinburgh uitlegt: “We wilden de aanpak op maat houden… maar ook algemeen om de impact ervan te vergroten.” De onderzoekers gebruikten bewust twee verschillende soorten omdat ze verschillende elementen extraheren.
Hoe microbiële extractie werkt
De sleutel tot dit proces ligt in carbonzuren. Zowel schimmels als bacteriën produceren deze koolstofmoleculen, die zich kunnen binden aan mineralen in gesteenten, deze effectief oplossen en de metalen vrijgeven. Het experiment ging niet alleen over welke elementen werden geëxtraheerd, maar hoe het proces in de ruimte functioneert. Om dit te begrijpen voerde het team metabolomische analyses uit, waarbij de biomoleculen werden onderzocht die door de microben werden geproduceerd tijdens het extractieproces.
Ruimte versus aarde: wat is er veranderd?
Astronaut Michael Scott Hopkins voerde het ISS-experiment uit, terwijl onderzoekers een parallel onderzoek op aarde uitvoerden om de resultaten te vergelijken. Uit de analyse van 44 elementen bleek dat microbiële extractie consistenter was in de ruimte dan niet-biologische uitloging, waardoor de effectiviteit afnam bij microzwaartekracht.
Concreet vertoonde de schimmel een verhoogde productie van carbonzuren, waardoor de afgifte van waardevolle metalen zoals palladium, platina en andere werd verbeterd. Dit is van cruciaal belang omdat het suggereert dat biologische processen op de lange termijn mogelijk beter presteren dan traditionele methoden voor bepaalde elementen. Zoals Dr. Alessandro Stirpe opmerkt, identificeerde het team subtiele maar belangrijke verschillen in de manier waarop de microben zich in de ruimte gedroegen versus op aarde.
Implicaties voor toekomstige ruimtemijnbouw
De resultaten laten zien dat microben consistente extractiesnelheden kunnen handhaven, ongeacht de zwaartekracht, wat een aanzienlijk voordeel is voor de mijnbouw van asteroïden. Voor sommige metalen verbetert het microbiële proces niet noodzakelijkerwijs de extractie, maar zorgt het ervoor dat het stabiel blijft, zelfs zonder de aantrekkingskracht van de aarde. De extractiesnelheid varieert ook afhankelijk van het beoogde metaal en de gebruikte microbe.
Dit onderzoek, gepubliceerd in npj Microgravity, vertegenwoordigt een cruciale stap in de richting van de ontwikkeling van duurzame winning van ruimtebronnen. Het bewijst dat biologische systemen effectief kunnen functioneren in microzwaartekracht, en biedt een potentieel pad naar onafhankelijke ruimteverkenning en gebruik van hulpbronnen.
De mogelijkheid om lokaal metalen in de ruimte te verkrijgen is niet langer slechts een theoretisch concept. Dit experiment bevestigt dat dit mogelijk is en legt de basis voor verder onderzoek naar het verfijnen van deze methoden voor toekomstige mijnbouwactiviteiten op asteroïden.
