À mesure que l’exploration spatiale humaine s’éloigne de la Terre, le besoin de moyens durables d’obtenir des ressources locales devient de plus en plus urgent, à mesure que les missions de réapprovisionnement de routine deviennent peu pratiques. Les astéroïdes – dont certains sont riches en métaux précieux tels que les éléments du groupe du platine – sont devenus des cibles particulièrement prometteuses. Dans une nouvelle expérience à bord de la Station spatiale internationale (ISS), des scientifiques ont testé l’utilisation de bactéries et de champignons pour extraire 44 éléments de la matière astéroïdale en microgravité.
Dans le projet BioAsteroid, le professeur Charles Cockell de l’Université d’Édimbourg et ses collègues ont utilisé l’espèce bactérienne Sphingomonas desiccabilis et l’espèce fongique Penicillium simplicissimum pour voir quels éléments pourraient potentiellement être extraits du matériau astéroïde L-chondrite.
Mais comprendre comment les microbes interagissent avec les roches en microgravité était tout aussi important.
« Il s’agit probablement de la première expérience de ce type sur une météorite menée sur la Station spatiale internationale », a déclaré le Dr Rosa Santomartino, chercheuse à l’Université Cornell et à l’Université d’Édimbourg.
« Nous voulions garder l’approche adaptée d’une certaine manière, mais aussi générale pour accroître son impact. »
« Ce sont deux espèces complètement différentes, et elles extrairont des choses différentes. »
« Nous voulions donc comprendre comment et quoi, mais garder les résultats pertinents dans une perspective plus large, car on sait peu de choses sur les mécanismes qui influencent le comportement microbien dans l’espace. »
Ces microbes sont des outils prometteurs pour l’extraction des ressources car ils produisent des acides carboxyliques, des molécules de carbone qui peuvent se lier aux minéraux par complexation et stimuler leur libération.
Mais de nombreuses questions demeurent sur le fonctionnement de ce mécanisme. C’est pourquoi les auteurs ont également effectué une analyse métabolomique, au cours de laquelle une partie de la culture liquide est collectée à partir des échantillons expérimentaux terminés, et les chercheurs examinent les biomolécules contenues, en particulier les métabolites secondaires.
L’astronaute de la NASA Michael Scott Hopkins a réalisé l’expérience ISS pour tester la microgravité, tandis que les chercheurs ont mené leur propre version de contrôle en laboratoire, pour tester la gravité terrestre et les comparer avec les résultats spatiaux.
Les scientifiques ont ensuite analysé la volumineuse quantité de données collectées, qui comprenaient 44 éléments différents, dont 18 ont été extraits biologiquement.
« Nous avons divisé l’analyse en un seul élément et nous avons commencé à nous demander : OK, l’extraction se comporte-t-elle différemment dans l’espace par rapport à la Terre ? » a déclaré le Dr Alessandro Stirpe, également de l’Université Cornell et de l’Université d’Édimbourg.
« Est-ce que ces éléments sont plus extraits quand on a une bactérie ou un champignon, ou quand on a les deux ? »
« Est-ce juste du bruit, ou pouvons-nous voir quelque chose qui a peut-être un peu de sens ? Nous ne voyons pas de différences énormes, mais il y en a des très intéressantes. »
L’analyse a révélé des changements distincts dans le métabolisme microbien dans l’espace, en particulier pour le champignon, qui ont augmenté sa production de nombreuses molécules, notamment d’acides carboxyliques, et ont amélioré la libération de palladium, ainsi que de platine et d’autres éléments.
Pour de nombreux éléments, la lixiviation non biologique s’est avérée moins efficace en microgravité que sur Terre. Pendant ce temps, les microbes ont eu des résultats cohérents dans les deux contextes.
« Dans ces cas, le microbe n’améliore pas l’extraction en lui-même, mais il maintient en quelque sorte l’extraction à un niveau stable, quelle que soit la condition de gravité », a déclaré le Dr Santomartino.
« Et cela n’est pas seulement vrai pour le palladium, mais aussi pour différents types de métaux, mais pas tous. »
« En effet, un autre résultat complexe mais très intéressant, je pense, est le fait que le taux d’extraction change beaucoup en fonction du métal que l’on considère, et également en fonction du microbe et de l’état de gravité. »
Les résultats ont été publiés dans la revue npj Microgravity.
