Terwijl steden, steden, en ruimteschepen die volledig worden aangedreven door energie die wordt opgewekt door microbiële bronnen, zijn nog steeds sciencefiction, wetenschappelijke kennis die nodig is voor een dergelijke toekomst kan voortbouwen op studies zoals het laatste microbiële onderzoek om bij het internationale ruimtestation te komen. Een experiment genaamd Onderzoek naar de fysiologie en fitheid van een exo-elektrogeen organisme onder microzwaartekrachtcondities (Micro-12) werd door SpaceX CRS-15 aan het in een baan rond de aarde draaiende laboratorium afgeleverd. Deze studie bevordert het onderzoek voor fundamentele wetenschappelijke en biotechnologische toepassingen door de prestaties te testen van een ongebruikelijk bacterieel micro-organisme dat bekend staat als Shewanella oneidensis MR-1 (Shewanella) in microzwaartekrachtomstandigheden.

Normaal gesproken, levende organismen gebruiken zuurstof om elektronen over te dragen die hun metabolisme aandrijven. Zoals de naam al doet vermoeden, echter, exo-elektrogene organismen kunnen kracht uit hun externe omgeving halen. Shewanella gebruikt metalen in omgevingen met weinig of geen zuurstof om energie voor zichzelf te creëren - een eigenschap die van pas kan komen bij ruimtereizen.

"Voor menselijk gebruik, Shewanella is ideaal om organisch afval op te ruimen en tegelijkertijd elektriciteit op te wekken. " zei John Hogan, hoofdonderzoeker voor Micro-12 bij NASA's Ames Research Center in Silicon Valley in Californië.

Terwijl NASA vooruitkijkt naar missies buiten een lage baan om de aarde, levensondersteunende en energiesystemen zullen kleiner moeten worden en tegelijkertijd efficiënter moeten worden om de beperkte middelen beter te kunnen benutten. Een manier om dit te doen is om afval van het ene systeem te gebruiken om andere van stroom te voorzien. Meeliften op Shewanella's proces kan een stap zijn in de richting van het sluiten van deze cirkel.

Betrouwbaarheid, echter, is net zo belangrijk als efficiëntie bij het plannen van ruimte. Hoewel het gedrag van Shewanella op aarde goed gedocumenteerd is, zijn reactie op en prestaties in microzwaartekracht is nog onbekend. Hiertoe, Micro-12 zal het gebruik van biofilms door het organisme onderzoeken, extracellulair elektronentransport, en algehele fitheid en prestaties in microzwaartekracht.

Deze biofilms, die verschijnen als een dunne, slijmachtige substantie, zijn cruciaal voor het vermogen van de bacteriën om te verbinden en te groeien. Als zuurstof schaars is, kolonies die op rotsen groeien, gebruiken nanodraden, kleine aanhangsels van de biofilm, om metaal in de rotsen te zoeken en over te schakelen naar hun back-up ademhalingssysteem. Micro-12 test of de integriteit van de biofilm van het organisme wordt belemmerd door microzwaartekracht.

Als de bacterie goed presteert, Shewanella zou een antwoord kunnen bieden op de grotere zoektocht naar elegante, zelfvoorzienende waste-to-power-systemen voor verkenningsvoertuigen. Op aarde, Shewanella is ook een sterke kandidaat voor energieproductiesystemen, vooral in afvalrijke omgevingen.

"Om u een specifiek voorbeeld te geven van hoe Shewanella zou kunnen worden gebruikt, denk aan waterzuiveringsinstallaties, " zei Hogan. "Er zit veel energie in het afval van die planten die gewoon als slib wordt weggegooid. Maar als elektroden en Shewanella worden toegevoegd als onderdeel van het behandelingssysteem, de centrales zouden dan een aanzienlijk deel van hun eigen elektriciteit kunnen produceren."

Hoewel het het bekendste en meest bestudeerde organisme in zijn soort is, Shewanella is niet de enige. Micro-12 staat de weg vrij voor veel toekomstige microzwaartekrachtstudies van vergelijkbare organismen.