Medan städer, städer, och rymdskepp som helt och hållet drivs av energi som genereras av mikrobiella källor är fortfarande science fiction, vetenskaplig kunskap som behövs för en sådan framtid kan bygga från studier som den senaste mikrobiella undersökningen för att komma fram till den internationella rymdstationen. Ett experiment som heter Investigating the Physiology and Fitness of an Exoelectrogenic Organism under Microgravity Conditions (Micro-12) levererades till det kretsande laboratoriet av SpaceX CRS-15. Denna studie avancerar forskning för grundläggande vetenskapliga och biotekniska tillämpningar genom att testa prestandan hos en ovanlig bakteriell mikroorganism som kallas Shewanella oneidensis MR-1 (Shewanella) vid mikrogravitationsförhållanden.

I vanliga fall, levande organismer använder syre för att överföra elektroner som driver deras metabolism. Som namnet antyder, dock, exoelektrogena organismer kan dra från sin yttre omgivning för kraft. Shewanella använder metaller i miljöer med låg eller ingen syrgas för att skapa energi för sig själv - en egenskap som kan vara till nytta för rymdresor.

"För mänskligt bruk, Shewanella är idealisk för rengöring av organiskt avfall och produktion av elkraft samtidigt, "sa John Hogan, huvudutredare för Micro-12 vid NASA:s Ames Research Center i Kaliforniens Silicon Valley.

När NASA ser fram emot uppdrag bortom jordbana med låg jord, livsstöd och kraftsystem kommer att behöva minska i storlek samtidigt som effektiviteten ökar för att bättre kunna använda begränsade resurser. Ett sätt att göra detta är att använda avfall från ett system för att driva andra. Piggybacking off Shewanellas process kan vara ett steg mot att stänga den här slingan.

Pålitlighet, dock, är lika viktigt som effektivitet vid planering av utrymme. Medan Shewanellas beteende på jorden är väl dokumenterat, dess reaktion på och prestanda i mikrogravitation är fortfarande okänd. För detta ändamål, Micro-12 kommer att undersöka organismens användning av biofilmer, extracellulär elektrontransport, och övergripande kondition och prestanda i mikrogravitation.

Dessa biofilmer, som ser ut som en tunn, slemliknande ämne, är avgörande för bakteriernas förmåga att ansluta sig och växa. När syre är knappt, kolonier som växer på stenar använder nanotrådar, små bilagor från biofilmen, för att söka upp metall i klipporna och byta till deras reservandningssystem. Micro-12 testar om integriteten hos organismens biofilm hindras av mikrogravitation.

Om bakterierna fungerar bra, Shewanella kan ge ett svar på den större sökningen efter elegant, självbärande avfall-till-kraft-system för prospekteringsfordon. På jorden, Shewanella är också en stark kandidat för energiproduktionssystem, särskilt i avfallsrika miljöer.

"För att ge dig ett specifikt exempel på hur Shewanella kan användas, tänk på avloppsreningsverk, "sa Hogan." Det finns mycket energi i avfallet från de anläggningarna som bara slängs ut som slam. Men om elektroder och Shewanella läggs till som en del av behandlingssystemet, anläggningarna kunde då producera en betydande del av sin egen el. "

Även om det är den mest kända och mest studerade organismen i sitt slag, Shewanella är inte ensam. Micro-12 står för att bana väg för många framtida mikrogravitationsstudier av liknande organismer.