Comment le « biomining » pourrait soutenir les colonies spatiales

Associé à l’impression 3D, le biomining de la Lune ou de Mars avec des microbes pourrait permettre aux colonies humaines de survivre sans être constamment réapprovisionnées par la Terre.

En 2020, des scientifiques de l’Agence spatiale européenne ont annoncé qu’ils avaient réussi à utiliser des bactéries pour extraire des minéraux de terres rares du basalte dans un petit bioréacteur à bord de la Station spatiale internationale. L’expérience visait à simuler la récolte microbienne d’éléments dans des roches similaires à celles que l’on trouve sur la Lune et sur Mars, un processus appelé “biomining”. Son succès laisse entrevoir un véritable potentiel pour ce qui peut sembler être un avenir de science-fiction : l’utilisation de microbes pour extraire des matériaux utiles sur la Lune, sur Mars et au-delà, susceptibles d’alimenter des colonies spatiales.

Si les humains espèrent un jour établir des colonies permanentes ailleurs dans le système solaire, ils auront besoin d’un approvisionnement régulier en eau, en oxygène, en nutriments essentiels pour la nutrition des plantes et la leur, en éléments gazeux comme l’hydrogène, l’azote et l’hélium pour fabriquer du carburant, et en métaux comme le fer, le cuivre et le vanadium pour les structures et les composants électroniques. Heureusement, tous ces éléments peuvent être obtenus à partir de roches extraterrestres, et les micro-organismes peuvent y contribuer.

Biomining

Actuellement, sur Terre, des microbes spécialisés sont utilisés pour extraire les métaux précieux des roches. Environ 20 à 25 % du cuivre et 5 % de l’or sont récoltés grâce au biomining. Les bactéries peuvent également extraire le zinc, le nickel, le cobalt, l’uranium et divers autres éléments directement des minerais. Et si nous pouvions faire la même chose dans l’espace ? Le processus nécessiterait relativement peu d’énergie et atténuerait la nécessité d’importer des matériaux de la Terre.

Charles S. Cockell et Rosa Santomartino, scientifiques au Centre britannique d’astrobiologie et à l’université d’Édimbourg, ainsi que Luis Zea, professeur assistant de recherche en ingénierie aérospatiale à l’université du Colorado, sont quelques-uns des penseurs qui tentent de jeter les bases du bio-minage dans l’espace. Dans un récent article publié dans la revue Extremophiles, ils expliquent comment cela pourrait fonctionner.

Tout d’abord, le biomining nécessiterait de l’eau liquide et devrait se dérouler dans des bioréacteurs sophistiqués où les conditions internes peuvent être contrôlées. Les bioréacteurs protègeraient les microbes des rayonnements nocifs, contiendraient de l’oxygène si les microbes en ont besoin, maintiendraient la pression interne et une température adéquate. Le régolithe et la roche sont chargés, puis les microorganismes sont ajoutés en fonction du type de matériau et des éléments que les utilisateurs cherchent à extraire. Après un certain temps, le bioréacteur est ouvert et les matériaux qu’il contient sont retirés pour être utilisés.

Grâce aux nouvelles et passionnantes avancées de la bio-ingénierie, les micro-organismes pourraient être modifiés pour améliorer leurs capacités de biomining.

“Bien que les applications de la biologie synthétique au biomining soient encore jeunes, les approches visant à améliorer la résistance aux conditions spatiales, à renforcer l’extraction des éléments dans ces conditions ou à surmonter les problèmes, pourraient constituer une excellente opportunité pour le biomining spatial”, écrivent Cockell, Santomartino et Zea.

Comme il a déjà été démontré que le biomining fonctionne en petites quantités dans l’environnement de microgravité de la Station spatiale internationale, le prochain endroit logique pour l’essayer serait la surface de la Lune dans un bioréacteur plus grand. Après tout, l’eau est largement disponible sur la surface lunaire et le régolithe (sol) lunaire contient des tas d’éléments utiles. Une telle expérience spécialisée serait toutefois difficile à réaliser de manière robotique et nécessiterait donc probablement la présence de l’homme sur le terrain, une tâche considérable en soi.

Un plan d’habitation à long terme

Si nous voulons que ces bottes restent sur place à long terme, nous devrons probablement mettre au point un système de bioconception. Le maintien d’une ligne d’approvisionnement constante depuis la Terre serait difficile et périlleux, mais le biomining pourrait rendre les colonies spatiales autosuffisantes. Si l’on associe cette pratique à l’impression 3D avancée, nous pourrions bien avoir un projet d’habitation humaine à long terme dans le système solaire.

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Source : Big Think – Traduit par Anguille sous roche