Mikrobiales Biomining aus asteroidalem Material an Bord der Internationalen Raumstation

Weltraumgestein in nützliche Ressourcen verwandeln

Während Menschen davon träumen, Basen auf dem Mond, dem Mars und darüber hinaus zu bauen, stellt sich eine große Frage: Woher sollen die Rohstoffe kommen, die Leben und Technik fern der Erde unterstützen? Alles von der Erde zu transportieren ist zu teuer und riskant. Diese Studie untersucht einen überraschenden Verbündeten für zukünftige Siedler im All — Mikroben, die Gestein von Asteroiden langsam „abbauen“ und dabei wertvolle Metalle freisetzen können, sogar während sie auf der Internationalen Raumstation (ISS) um die Erde kreisen. Ihre Arbeit deutet darauf hin, wie Biologie dabei helfen könnte, kahle Weltraumfelsen in Minen, Böden und chemische Fabriken für außergeozentrische Gemeinschaften zu verwandeln.

Weltraumbergbau mit lebenden Helfern

Auf der Erde werden bestimmte Bakterien und Pilze bereits im „Biomining“ eingesetzt, einem Prozess, bei dem Mikroben Gestein zersetzen und Metalle für industrielle Zwecke freisetzen. Die Forscher wollten wissen, ob ähnliche biologische Prozesse unter den ungewöhnlichen Bedingungen des Weltraums funktionieren können, wo die Schwerkraft nahezu fehlt und sich Flüssigkeiten anders verhalten. Sie konzentrierten sich auf einen verbreiteten Meteoriten‑Typ, einen L‑Chondrit, der dem Material vieler Asteroiden ähnlich sein dürfte. Diese Gesteine enthalten eine Mischung aus Silikatmineralen und Metallen, darunter Elemente der Platingruppe, die für Elektronik, Katalysatoren und andere Hightech‑Anwendungen wichtig sind.

Entwurf einer winzigen Weltraummine

Um Biomining in der Umlaufbahn zu testen, entwickelten die Forscher ein Experiment namens BioAsteroid und brachten es zur ISS. Kleine Fragmente eines echten Meteoriten wurden in versiegelte Reaktoren geladen, zusammen mit einem Nährmedium und entweder einem Bakterium (Sphingomonas desiccabilis), einem Pilz (Penicillium simplicissimum), beiden Organismen zusammen als Mini‑Gemeinschaft oder ganz ohne Mikroben als Kontrolle. Auf der Station aktivierten die Astronauten die Einheiten so, dass das flüssige Medium das trockene Gestein und die Mikroben für 19 Tage in Mikrogravitation umspülte. Identische Hardware und Prozeduren wurden parallel auf der Erde verwendet, sodass Unterschiede in der Metallgewinnung auf die Gravitation und nicht auf das Versuchsdesign zurückgeführt werden konnten.

Was die Mikroben mit dem Meteoriten anstellten

Nach der Inkubation sammelten die Forscher die Flüssigkeit um die Gesteinsfragmente sorgfältig ein und bestimmten 44 verschiedene Elemente, die ausgelaugt worden waren, mit besonderem Augenmerk auf drei Platingruppenmetalle: Ruthenium, Palladium und Platin. Sie stellten fest, dass der Pilz im Weltraum die beste Leistung zeigte. In Mikrogravitation erhöhte Penicillium simplicissimum die Freisetzung von Palladium deutlich — mehr als fünfmal so viel wie in Reaktoren ohne Mikroben — und verbesserte außerdem die Extraktion von Ruthenium und Platin. Die gemischte Gemeinschaft verhielt sich weitgehend wie der Pilz allein, was darauf hindeutet, dass das Bakterium nur wenig zusätzlichen Nutzen brachte und für einige Elemente sogar störend wirken könnte. Interessanterweise veränderte sich bei vielen Metallen das nicht‑biologische Auslaugen (ohne Mikroben) in Mikrogravitation — mal wurde es effektiver, mal weniger — wohingegen die Leistung des Pilzes relativ stabil blieb oder sich für bestimmte wertvolle Elemente verbesserte.

Wie der Weltraum die mikrobielle Chemie verändert

Die Studie ging über das reine Zählen von Metallen hinaus: Sie untersuchte auch, wie sich die innere Chemie der Mikroben im Weltraum veränderte. Durch die Analyse kleiner Moleküle in der umgebenden Flüssigkeit zeigten die Forschenden, dass der Pilz in Mikrogravitation ein anderes Spektrum an Verbindungen produzierte als auf der Erde. Bestimmte Carbonsäuren und metallbindende Moleküle waren im All gehäuft vorhanden, und diese könnten dabei helfen, Gestein zu lösen oder Metalle nach ihrer Freisetzung zu binden. Die Chemie des Bakteriums änderte sich ebenfalls, doch sein Einfluss auf die Metallgewinnung war bescheidener. Mikroskopie zeigte, dass beide Mikroben Biofilme bzw. Pilzfäden bildeten, die in der Umlaufbahn physisch an Meteoritenpartikeln hafteten und so eine direkte Verbindung zwischen lebenden Zellen und außerirdischem Gestein herstellten.

Was das für zukünftige Siedlungen im All bedeutet

Für den Laien lässt sich das Resultat einfach zusammenfassen: Ein häufiger Pilz kann dabei helfen, nützliche Metalle aus asteroidenähnlichem Gestein zu lösen, selbst während es im Weltraum schwebt. Die tatsächlichen Metallausbeuten in diesem Kleinversuch würden niemanden reich machen — unter den Versuchsbedingungen wäre das aus einem großen Tank zurückgewonnene Palladium nur ein paar Dollar wert. Für zukünftige Astronauten, die weit von der Erde Ausrüstung bauen und reparieren müssen, liegt der Wert jedoch darin, dass sie auf vorhandene Ressourcen zurückgreifen können, selbst wenn dies langsam und unvollkommen geschieht. Diese Arbeit zeigt, dass sorgfältig ausgewählte Mikroben, kombiniert mit dem richtigen Gestein und passenden Bedingungen, in Mikrogravitation weiterarbeiten und sogar ihre Chemie an diese Umgebung anpassen können. Langfristig könnten solche biologischen Bergleute Teil geschlossener, nachhaltiger Systeme werden, die totes Gestein in Metalle, Nährstoffe und andere lebenswichtige Materialien für das Leben jenseits unseres Planeten verwandeln.

Zitation: Santomartino, R., Rodriguez Blanco, G., Gudgeon, A. et al. Microbial biomining from asteroidal material onboard the international space station. npj Microgravity 12, 23 (2026). https://doi.org/10.1038/s41526-026-00567-3

Schlüsselwörter: Biomining im Weltraum, Asteroidenressourcen, Mikrogravitations‑Experimente, mikrobielle Laugung, Platingruppenmetalle