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SpanishIm Weltraumbergbau können sie helfen... Bakterien
Im Weltraum findet man reiche Vorkommen seltener Mineralien, wie z.B. das Heliumisotop Hel-3, das auf unserem Planeten in Spurenmengen vorkommt und das ein effizienter Treibstoff für zukünftige Raumfahrtmissionen, aber auch eine 
effiziente Energiequelle sein kann. Aber es gibt auch andere Rohstoffe in Weltraumgesteinen: Platin und Wolfram, Iridium, Osmium, Palladium, Rhenium, Rhodium und Ruthenium. Für mögliche Kolonisierungsmissionen kann auch Eis im Weltraum ein wichtiges Element sein.
Es wird nicht einfach sein, Mineralien aus im Weltraum fliegenden Gesteinen zu gewinnen. Es wird auch nicht billig sein, aber der dort vorhandene Reichtum sollte es den Unternehmen, die sich zu Investitionen in den Weltraumbergbau entschließen, ermöglichen, die getätigten Ausgaben zu refinanzieren. Im Raum des Sonnensystems zirkulieren mehr als 500 Asteroiden im Wert von jeweils über 100 Billionen Dollar. Es ist zu beachten, dass es sich dabei nur um diejenigen handelt, die zumindest kurzzeitig vom Menschen untersucht wurden, denn es kann noch viele weitere geben.
Bild Quelle: Pixabay
Weltraum-Bergbau
Die Einrichtung einer ständigen menschlichen Präsenz im Weltraum erfordert die Beschaffung der notwendigen Ressourcen vor Ort. Das Versenden von Materialien von der Erde aus ist möglicherweise nur zu Beginn des Projekts sinnvoll, mit der Zeit wird es zu teuer. Selbst bei der billigsten Option, der Falcon Heavy-Rakete von SpaceX, kostet ein Kilogramm Fracht etwa 1500 Dollar.
In Weltraumumgebungen wie Asteroiden, Mond und Mars wird die Materialgewinnung bei der Errichtung menschlicher Einrichtungen von entscheidender Bedeutung sein. Obwohl Asteroiden und der Mond reiche Quellen für viele Metalle bieten, die sicherlich benötigt werden, stellt sich die
Frage: Wie können sie in einer so anderen Umgebung gewonnen werden? Bakterien können sich als nützlich erweisen.
Bakterien können im Bergbau helfen
Experimente auf der Internationalen Raumstation haben gezeigt, dass Bakterien die Effizienz des Weltraumbergbaus um mehr als 400 Prozent verbessern können und einen viel leichteren Zugang zu Materialien wie Magnesium, Eisen und Seltenerdmetallen bieten, die in der Elektronik weit verbreitet sind.
Auf der Erde spielen Bakterien eine sehr wichtige Rolle bei der Mineraliengewinnung. Sie sind an der natürlichen Verwitterung und Zersetzung von Gesteinen beteiligt und setzen die darin enthaltenen Mineralien frei. Diese Fähigkeit wurde genutzt, um den Bergbau durch Menschen zu unterstützen. Biomining hat viele Vorteile. Zum Beispiel kann es dazu beitragen, die Abhängigkeit von Zyanid für den Goldbergbau zu verringern. Bakterien können auch bei der Dekontaminierung kontaminierter Böden helfen.
- Mikroorganismen sind sehr vielseitig und können im Weltraum für eine Vielzahl von Prozessen eingesetzt werden", sagte Rosa Santomartino von der Universität Edinburgh in Großbritannien. - Die Gewinnung von Rohstoffen ist potenziell eine davon", fügte sie hinzu.
Experimente auf der ISS
Wissenschaftler fragen sich seit geraumer Zeit, was zu tun ist, damit das Space Mining eine praktikable Option wird. Ihre Aufmerksamkeit wurde auf Bakterien gelenkt. Ein internationales Team entwickelte ein kleines Gerät von der Größe einer Streichholzschachtel, das als Testfeld für die Biogasgewinnung dienen sollte. 18 solcher Biogasreaktoren, wie sie von Wissenschaftlern genannt wurden, wurden im Juli 2019 zur ISS geschickt, um in einer niedrigen Umlaufbahn um die Erde unter Mikrogravitationsbedingungen Experimente durchzuführen.
In jeden der Reaktoren legten die Forscher ein Stück Basalt - eine Art vulkanisches Gestein, das auf dem Mond in großen Mengen vorhanden ist - ein. Diese Basaltstücke wurden drei Wochen lang in Lösungen von drei verschiedenen Bakterienarten - Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis und Cupriavidus metallidurans - eingetaucht. Die Wissenschaftler wollten testen, ob Biogas, das auf der Erde erfolgreich eingesetzt wird, auch im Weltraum genutzt werden kann.
An Bord der ISS wurden die Biogasreaktoren in drei Gruppen eingeteilt. Eine wurde in eine Zentrifuge gesteckt, in der die Erdschwerkraft simuliert wurde, die zweite ging ebenfalls in eine Zentrifuge, in der die Schwerkraft auf dem Mars (etwa 30 Prozent der Erdschwerkraft) simuliert wurde, und die dritte verblieb unter Mikrogravitationsbedingungen. Die Kontrolllösung ohne Bakterien wurde als Referenzpunkt verwendet.
Die Schwerkraft spielt keine Rolle?
Die Ergebnisse der Experimente, die in der Zeitschrift Nature Communications erschienen sind, zeigen, dass die Mikrogravitation, aber auch die simulierte Schwerkraft, sowohl die terrestrische als auch die marsianische, die Arbeit der Bakterien nicht spezifisch verändert hat. Bei B. subtilis und C. metallidurans unterschied sich die Extraktion von Seltenerdmineralien nicht signifikant von der Kontrolllösung. Aber die Lösung von S. desiccabilis extrahierte unter allen drei Gravitationsbedingungen auf der ISS viel mehr Seltenerdminerale aus Basalt als die Kontrolllösung. Diese Bakterien erwarben Cerium und Neodym mit einer ähnlichen Ausbeute wie auf der Erde. Hier ist hinzuzufügen, dass Biogasmethoden viermal effizienter sind als nicht-biologische Techniken.
Es wurde bereits früher gezeigt, dass die Mikrogravitation mikrobiologische Prozesse beeinflusst, daher war die Ähnlichkeit zwischen den Mineralkonzentrationen, die unter allen drei Schwerkraftbedingungen gewonnen wurden, eine gewisse Überraschung. Das Team stellte jedoch fest, dass alle drei Bakterien unter allen drei Schwerkraftbedingungen ähnliche Konzentrationen erreichten, wahrscheinlich weil sie genügend Nährstoffe hatten.
Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass bei genügend Nährstoffen die Biogasproduktion unter verschiedenen Schwerkraftbedingungen möglich ist. - Unsere Experimente unterstützen die wissenschaftliche und technologische Machbarkeit der biologisch unterstützten Extraktion von Elementen im Sonnensystem", sagte der Astrobiologe Charles Cockell von der Universität Edinburgh.
Obwohl es derzeit wirtschaftlich nicht rentabel ist, Rohstoffe im Weltraum abzubauen und zur Erde zu bringen, hat der biologische Bergbau das Potenzial, die sich selbst erhaltende menschliche Präsenz im Weltraum zu unterstützen.