Микробная биодобыча из астероидного материала на борту Международной космической станции

Преобразование космических камней в полезные ресурсы

По мере того как человечество мечтает о создании баз на Луне, Марсе и дальше, встает важный вопрос: откуда брать сырье для поддержки жизни и технологий вдали от Земли? Пересылка всего с Земли слишком дорога и рискованна. В этом исследовании рассматривается неожиданный союзник будущих поселенцев — микробы, которые могут постепенно «разъедать» астероидную породу и высвобождать ценные металлы, даже пока находятся на орбите Земли на Международной космической станции (МКС). Их работа дает представление о том, как биология может помочь превратить бесплодные космические камни в рудники, почвы и химические фабрики для внеземных сообществ.

Космическая добыча с живыми помощниками

На Земле некоторые бактерии и грибы уже используются в «биодобыче» — процессе, при котором микробы разлагают породу и освобождают металлы для промышленности. Исследователи хотели выяснить, сможет ли аналогичная биология работать в необычных условиях космоса, где гравитация почти отсутствует и жидкости ведут себя иначе. Они сосредоточились на распространенном типе метеорита, называемом L-хондритом, который, как полагают, похож на материал, встречающийся во многих астероидах. Эти породы содержат смесь силикатных минералов и металлов, включая элементы платиновой группы, важные для электроники, катализаторов и других высокотехнологичных применений.

Проектирование крошечной космической шахты

Чтобы проверить биодобычу на орбите, команда создала эксперимент под названием BioAsteroid и отправила его на МКС. Небольшие фрагменты настоящего метеорита были загружены в герметичные реакторы вместе с питательной средой и либо бактерией (Sphingomonas desiccabilis), либо грибом (Penicillium simplicissimum), либо обоими организмами вместе в качестве мини‑сообщества, либо без микробов в качестве контроля. На станции астронавты активировали установки, чтобы жидкая среда омывала сухую породу и микробы в течение 19 дней в условиях микрогравитации. Идентичное оборудование и процедуры использовали на Земле, чтобы любые различия в извлечении металлов можно было связать с гравитацией, а не с конструкцией установки.

Что микробы сделали с метеоритом

После инкубации исследователи аккуратно собрали жидкость вокруг образцов и измерили 44 различных элемента, вытекших из породы, уделив особое внимание трем металлам платиновой группы: рутению, палладию и платине. Они обнаружили, что в космосе звездой выступил гриб. В условиях микрогравитации Penicillium simplicissimum значительно увеличивал высвобождение палладия — более чем в пять раз по сравнению с реакторами без микробов — а также улучшал извлечение рутения и платины. Поведение смешанного сообщества в основном напоминало гриб в одиночку, что указывает на то, что бактерия давала мало пользы и в некоторых случаях могла даже мешать для отдельных элементов. Любопытно, что для многих металлов небелковое выщелачивание (без микробов) изменялось в микрогравитации — иногда становясь более эффективным, иногда менее — в то время как эффективность гриба оставалась относительно стабильной или улучшалась для конкретных ценных элементов.

Как космос меняет микробную химию

Исследование вышло за рамки простого подсчета металлов: оно также изучало, как внутренняя химия микробов меняется в космосе. Анализируя малые молекулы в окружающей жидкости, команда показала, что гриб в микрогравитации продуцировал набор соединений, отличающийся от земного. Некоторые карбоновые кислоты и молекулы, связывающие металлы, были более обильны в космосе, и именно они могут помогать растворять породу или захватывать металлы после их высвобождения. Химия бактерии тоже менялась, но ее влияние на извлечение металлов было более скромным. Микроскопия показала, что оба микроорганизма образовывали биопленки или грибные нити, которые физически прикреплялись к зернам метеорита в орбите, непосредственно связывая живые клетки с чуждой породой.

Что это значит для будущих космических поселений

Для непосвященного наблюдателя главный вывод прост: обычный гриб может помочь высвободить полезные металлы из породы, похожей на астероидную, пока она плавает в космосе. Фактические выходы металлов в этом маломасштабном эксперименте не сделают никого богатым — при условиях исследования палладий, извлеченный из большого резервуара, стоил бы всего несколько долларов. Но для будущих астронавтов, пытающихся строить и ремонтировать оборудование вдали от Земли, ценность заключается в возможности использовать имеющиеся ресурсы, пусть и медленно и неидеально. Эта работа показывает, что тщательно подобранные микробы в сочетании с правильной породой и условиями могут продолжать работать в микрогравитации и даже адаптировать свою химию к этой среде. В долгосрочной перспективе такие биологические «шахтеры» могут стать частью замкнутых, устойчивых систем, превращающих мертвую породу в металлы, питательные вещества и другие жизненно важные ресурсы за пределами нашей планеты.

Цитирование: 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

Ключевые слова: биодобыча в космосе, ресурсы астероидов, эксперименты в микрогравитации, микробное выщелачивание, металлы платиновой группы