Cockell, Charles S. and Santomartino, Rosa and Finster, Kai and Waajen, Annemiek C. and Nicholson, Natasha and Loudon, Claire-Marie and Eades, Lorna J. and Moeller, Ralf and Rettberg, Petra and Fuchs, Felix M. and Van Houdt, Rob and Leys, Natalie and Coninx, Ilse and Hatton, Jason and Parmitano, Luca and Krause, Jutta and Koehler, Andrea and Caplin, Nicol and Zuijderduijn, Lobke and Mariani, Alessandro and Pellari, Stefano and Carubia, Fabrizio and Luciani, Giacomo and Balsamo, Michele and Zolesi, Valfredo and Ochoa, Jon and Sen, Pia and Watt, James A. J. and Doswald-Winkler, Jeannine and Herová, Magdalena and Rattenbacher, Bernd and Wadsworth, Jennifer and Everroad, R. Craig and Demets, René (2021) Microbially-Enhanced Vanadium Mining and Bioremediation Under Micro- and Mars Gravity on the International Space Station. Frontiers in Microbiology, 12, p. 641387. Frontiers Media S.A.. doi: 10.3389/fmicb.2021.641387. ISSN 1664-302X.
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Official URL: http://dx.doi.org/10.3389/fmicb.2021.641387
Abstract
As humans explore and settle in space, they will need to mine elements to support industries such as manufacturing and construction. In preparation for the establishment of permanent human settlements across the Solar System, we conducted the ESA BioRock experiment on board the International Space Station to investigate whether biological mining could be accomplished under extraterrestrial gravity conditions. We tested the hypothesis that the gravity (g) level influenced the efficacy with which biomining could be achieved from basalt, an abundant material on the Moon and Mars, by quantifying bioleaching by three different microorganisms under microgravity, simulated Mars and Earth gravitational conditions. One element of interest in mining is vanadium (V), which is added to steel to fabricate high strength, corrosion-resistant structural materials for buildings, transportation, tools and other applications. The results showed that Sphingomonas desiccabilis and Bacillus subtilis enhanced the leaching of vanadium under the three gravity conditions compared to sterile controls by 184.92 to 283.22%, respectively. Gravity did not have a significant effect on mean leaching, thus showing the potential for biomining on Solar System objects with diverse gravitational conditions. Our results demonstrate the potential to use microorganisms to conduct elemental mining and other bioindustrial processes in space locations with non-1 × g gravity. These same principles apply to extraterrestrial bioremediation and elemental recycling beyond Earth.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/141816/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Microbially-Enhanced Vanadium Mining and Bioremediation Under Micro- and Mars Gravity on the International Space Station | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 1 April 2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Frontiers in Microbiology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.3389/fmicb.2021.641387 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | p. 641387 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Frontiers Media S.A. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1664-302X | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | biomining, bioremediation, ISRU, vanadium, space, Mars, bioproduction, space microbiology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R FR - Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Project ISS LIFE 2.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Aerospace Medicine > Radiation Biology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Kopp, Kerstin | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 28 May 2021 10:59 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 28 May 2021 10:59 |
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