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Les astronautes cultivent des microbes dans l'espace pour nous aider à extraire des astéroïdes

Certains scientifiques pensent que les bactéries peuvent aider à faciliter l'exploitation de l'espace.

par Maddie Stone; traduit par Sandra Proutry-Skrzypek
11 Septembre 2019, 6:45am

Spingomonas desiccabilis, l'une des bactéries utilisées dans l'expérience, se développe dans le basalte sur cette image capturée au microscope fluorescent. Image : UK Astrobiology Centre/Université d'Édimbourg

Si les humains veulent un jour s'établir sur la Lune, sur Mars ou dans l'espace lointain, ils pourraient avoir besoin d'extraire des roches locales pour subvenir à leurs besoins. Désormais, une équipe de scientifiques s’attelle à découvrir si oui ou non les bactéries qui détruisent les roches peuvent aider à quelque chose.

Le mois dernier, les astronautes de la Station spatiale internationale ont mis à feu une série de réacteurs miniaturisés qui leur permettront de cultiver des bactéries capables d'extraire des ressources des roches ici sur Terre. L'expérience, appelée Biorock, vise à déterminer si les capacités des microbes sont altérées dans des conditions d'apesanteur et, en fin de compte, si ces petits mineurs peuvent aider à soutenir une future base au large de la Terre.

Sur Terre, les microbes sont déjà utilisés dans les applications dites de « bioprospection minière », aidant les humains à extraire des métaux comme le cuivre, le fer et l'or des roches ou des déchets miniers. Ils ont une capacité spéciale à se développer sur les roches, formant souvent des tapis résistants appelés biofilms et diffusant des acides qui aident à libérer les métaux. Si nous les utilisions pour extraire des astéroïdes ou des roches sur Mars, cela pourrait réduire la nécessité d'expédier des produits chimiques miniers depuis la Terre, explique Charles Cockell, astrobiologiste à l’université d'Édimbourg et chercheur principal chez Biorock.

Cependant, avant de commencer à envoyer des microbes à travers le système solaire, nous devons savoir s'ils sont vraiment prêts pour l'exploitation de l'espace. À cette fin, Biorock étudiera comment la formation d'un biofilm microbien et les changements dans la bio-extraction se produisent à l'extérieur du puits gravitationnel de la Terre.

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Les bioréacteurs miniatures à utiliser dans l'expérience. Image : Rosa Santomartino, UK Astrobiology Centre/Université d'Édimbourg

Trois types de bactéries, qui vivent en étroite association avec des minéraux ou des métaux sur Terre, ont été sélectionnés pour l'expérience. Maintenant qu'ils sont en orbite, les astronautes les cultivent dans de petites dalles rocheuses à l'intérieur d'une série de bioréacteurs d'environ 10 centimètres qui simulent la gravité terrestre (1 g), la gravité martienne (0,38 g) et la microgravité. Au bout de trois semaines, un fixateur chimique a été ajouté pour arrêter la croissance et préserver les bactéries. Les bioréacteurs seront ensuite ramenés sur Terre, où les scientifiques examineront les schémas de formation du biofilm et analyseront la quantité de « biolixiviation » ou d'extraction de divers éléments. La performance des microbes dans l'espace sera comparée aux résultats d'expériences similaires menées sur Terre.

Cockell dit qu'étant donné que la faible gravité peut empêcher le mélange des liquides, « nous supposons que les bactéries deviendront plus stressées et que les biofilms vont changer ». Mais les chercheurs ne sont pas certains de l'orientation que prendront ces changements. Des études antérieures ont montré que certains microbes, comme le pathogène Pseudomonas aeruginosa, peuvent croître plus vigoureusement et former des structures jamais vues auparavant dans l'espace. Au-delà des applications de l'exploitation minière dans l'espace, une meilleure compréhension de ces changements pourrait aider les astronautes à trouver des moyens d'empêcher les biofilms d'endommager l'équipement et les systèmes de survie.

Une des limites de l'expérience est que les microbes sont cultivés dans un basalte terrestre. Bien que cette roche ignée ait été choisie en partie parce qu'elle est également commune sur Mars et sur la Lune, Mike Malaska, astrobiologiste au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, dit qu'il est possible que certains des oligo-éléments, minéraux et structures des astéroïdes puissent être différents et affecter les biofilms.

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Le biofilm microbien montré ici pousse sur une dalle de basalte. Image : Rosa Santomartino, UK Astrobiology Centre/Université d'Édimbourg

Cela dit, Malaska estime que les chercheurs ont conçu « un bel ensemble d'expériences initiales » qui répondront à « des questions très fondamentales sur la biologie ». Cockell ajoute que son groupe a reçu des fonds pour reprendre l'expérience dans deux ans à l'aide de roches spatiales réelles, probablement des météorites provenant de musées nationaux.

Ainsi, bien que le rêve de coloniser Mars demeure lointain, le défi d'extraire des métaux précieux des astéroïdes ou de convertir une parcelle de régolithe lunaire sur terre pour faire pousser des légumes de l'espace n'est peut-être pas si loin.

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