この研究は、アメリカのコーネル大学とイギリスのエディンバラ大学の研究者らが中心となって進めた「BioAsteroid（バイオアステロイド）」実験の一部として実施されました。ISSではNASA宇宙飛行士のマイケル・スコット・ホプキンス氏が実験を担当し、同時に地球上でも同じ条件の比較実験が行われました。

研究の目的は、バクテリアや真菌（カビの仲間）が、微小重力という特殊な環境で、小惑星由来の物質とどのように反応するかを確かめることでした。宇宙では重力がほとんど働かないため、地上でうまくいく技術がそのまま通用するとは限りません。そのため、まずは「本当に機能するのか」を確かめる必要があったのです。

真菌が示した驚くべき抽出能力

今回の研究成果は、学術誌「npj Microgravity」に掲載されました。

特に注目を集めたのは、Penicillium simplicissimum（ペニシリウム・シンプリシシマム）という真菌です。この真菌は、白金族金属のひとつであるパラジウムの抽出において、非常に高い効果を示しました。

白金族金属とは、プラチナやパラジウムなどの希少で高価な金属のグループを指します。これらは触媒、燃料電池、電子機器などに不可欠な素材です。特に宇宙開発では、耐熱性や耐腐食性に優れたこれらの金属が重要な役割を担っています。

この真菌は、カルボン酸という有機酸を多く生成することで、鉱物から金属を溶かし出す働きを持っています。カルボン酸とは、炭素を含む酸性物質で、鉱物の表面に作用して金属を分離しやすくする性質があります。

微小重力環境では、従来の化学薬品を使った浸出法（しんしゅつほう）では効率が低下することが知られています。しかし今回の実験では、微生物は重力条件に関係なく安定した抽出率を維持することが確認されました。これは、宇宙資源開発において非常に大きな利点です。

研究チームは合計44種類の元素を分析し、そのうち18種類が生物学的に抽出可能であることを確認しました。これは、宇宙環境において微生物が実用的な資源採取手段となり得ることを示す重要なデータです。

なぜパラジウムが宇宙で重要なのか

今回の研究で特に焦点となったパラジウムは、宇宙用途において極めて重要な金属です。

パラジウムは、以下のような特性を持っています。

・触媒として生命維持システムに利用できる
・自身の体積の最大900倍もの水素を吸収できる
・耐熱性と耐腐食性に優れている

これらの特性により、燃料電池やロケットエンジン、先端電子機器に不可欠な存在となっています。もし月や小惑星でパラジウムを現地調達できれば、地球から大量に輸送する必要がなくなり、宇宙開発のコストは大きく削減されます。

宇宙では「運ぶこと」が最大のコストです。数キログラムの物資でも莫大な費用がかかります。そのため、現地で資源を確保できるかどうかは、将来の宇宙基地建設の成否を左右する重要な要素なのです。

微生物による「バイオマイニング」という考え方

今回の研究は、「バイオマイニング（生物採鉱）」という技術の可能性を示しています。これは、微生物の働きを利用して鉱物から金属を取り出す方法です。

微生物は小型で軽量であり、自己増殖するという大きな利点があります。重機や大型装置を宇宙に運ぶ必要がなく、わずかな培養装置があれば運用可能になる可能性があります。

つまり、将来的には月や火星、小惑星で、微生物を利用して必要な金属をその場で取り出すという構想が現実味を帯びてきたのです。

それでも残る課題と慎重な見方

ただし、研究者たちは慎重な姿勢も崩していません。

抽出率は金属の種類や微生物の種類、さらには重力条件によって変化します。今回の研究では、真菌だけでなくSphingomonas desiccabilisという細菌も使用され、それぞれの特性が比較されました。

微生物は非常に多様であり、宇宙環境もまた複雑です。そのため、どの微生物がどの金属に最も適しているのかを詳細に解明するには、今後さらに多くの研究が必要です。

研究チームは、「単一の答えを出すことはまだできない」としつつも、今回の成果が将来の宇宙資源利用への重要な第一歩であることを強調しています。

地球上での応用にも期待

この研究は宇宙だけでなく、地球上の資源問題にも応用できる可能性があります。

鉱山廃棄物からの金属回収や、環境負荷の少ない採掘技術の開発など、持続可能な資源利用の分野でも活用が期待されています。従来の化学的手法は大量の薬品やエネルギーを必要としますが、微生物を用いた方法はより環境に優しい可能性があります。

小さな生命体が宇宙開発を変えるかもしれない

今回のISS実験は、微生物が無重力下でも金属抽出を安定して行えることを実証した初期的かつ重要な成果です。

宇宙開発は、単なる探査から「持続的な利用」の時代へと進みつつあります。その中心にあるのは、巨大なロケットや重機ではなく、目に見えないほど小さな微生物かもしれません。

将来、月面基地の建設資材や燃料電池用の金属が、現地の岩石から微生物によって生み出される日が来る可能性があります。今回の研究は、その未来を現実に近づける静かな一歩と言えるでしょう。

ソース

technologyreview.com
phys.org
npj Microgravity
interestingengineering.com

投稿 国際宇宙ステーションで実証　微生物が隕石から金属を取り出すことに成功 は 仕事終わりの小節 に最初に表示されました。