Jak wyprodukować cegły na Marsie? Za pomocą bakterii i pleśni. NASA sfinansuje badania nad nową technologią

W tym artykule:

1. Skąd wziąć materiały budowlane na innej planecie
2. Bakterie i pleśnie współpracują
3. Inne pomysły na wykorzystanie mikrobów
4. Astronauci będą jeść niesporczaki?

Grant przyznano w ramach programu NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC). Służy on do wspierania bardzo śmiałych projektów, które w przyszłości mogą zmienić nasze podejście do eksploracji kosmosu. W tym przypadku chodzi o zbudowanie bazy na planecie takiej jak Mars.

Skąd wziąć materiały budowlane na innej planecie

Założenie stałej osady na Marsie i w innych miejscach Układu Słonecznego wymagałoby wysłania z Ziemi setek statków kosmicznych z materiałami i wyposażeniem takich baz. Jednak statki mają ograniczoną ładowność. W dodatku koszt wystrzelenia czegokolwiek w kosmos jest wciąż bardzo wysoki.

Konieczne jest zatem znalezienie sposobu na wykorzystanie wszystkiego, co zastaniemy w danym miejscu. Temu ma służyć np. technologia druku 3D z wykorzystaniem gruntu księżycowego lub marsjańskiego. W założeniu elementy budynków miałby być drukowane z przetworzonego regolitu.

Bakterie i pleśnie współpracują

Alternatywą jest projekt stworzony przez biolożkę Congrui Jin. Zakłada on produkcję kosmicznych materiałów budowlanych przy użyciu mikroorganizmów. Program nosi nazwę Biomineralization-Enabled Self-Growing Building Blocks for Habitat Outfitting on Mars. Opiera się na dwóch rodzajach maleńkich form życia przywiezionych z Ziemi: cyjanobakteriach i pleśni.

NASA wyprodukowała tlen na Marsie. Wystarcza na 10 minut oddychania

NASA ogłosiła, że sześciokołowy robot zmienił dwutlenek węgla z marsjańskiej atmosfery w tlen. Pierwszy raz coś takiego udało się zrobić na innej planecie niż Ziemia. Dokonano tego prz...

Cyjanobakterie można wykorzystać do wychwytywania dwutlenku węgla z atmosfery planety i przekształcania go w jony węglanowe. Mogą również generować tlen i związki organiczne, które wspierałyby drugą formę życia zaangażowaną w proces – pleśnie. Te organizmy mogą z kolei wiązać jony wapnia w swoich ścianach komórkowych i pomagać w odkładaniu się węglanu wapnia. To minerał wchodzący w skład m.in. kredy.

Ale w jaki sposób pomaga to w budowaniu na Marsie? Dzięki wykorzystaniu bakterii, pleśni i narzędzi biologii syntetycznej można zbudować syntetyczny system porostów. Naturalne porosty to organizmy złożone z komórek cyjanobakterii i grzybów. Syntetyczne porosty mają wytwarzać minerały i biopolimery, które skutecznie skleją marsjański regolit w bloki budulcowe. Bloki te można będzie następnie łączyć ze sobą w celu utworzenia różnych struktur, w tym podłóg, ścian, ścianek działowych, a nawet mebli.

Inne pomysły na wykorzystanie mikrobów

Takie pomysły były zgłaszane już wcześniej. Jednak rozwiązanie dr Congrui Jin po raz pierwszy obejmuje pleśnie jako producentów minerałów. A to oznacza, że duże ilości substancji mineralnych mogą być wytwarzane w stosunkowo krótkim czasie.

Ale to nie jedyny projekt mikrobiologiczny nagrodzony m ramach NIAC. W ubiegłym roku wyróżnienie przyznano projektowi Mycotecture. Bazuje on na wykorzystaniu grzybni do konstruowania pozaziemskich budowli.

Mikroorganizmy mogą być nam pomocne w wielu różnych dziedzinach eksploracji kosmosu i tworzenia baz pozaziemskich. Połączenie specjalnie dobranych jednokomórkowców, w tym bakterii, cyjanobakterii i mikroglonów, może pełnić np. funkcję oczyszczalni ścieków. Jednym z pomysłów jest też wykorzystanie glonów do dostarczania tlenu.

Naukowcy pierwszy raz wyhodowali rośliny w glebie z Księżyca. Czy to przełom eksploracji kosmosu?

Badania mogą być niezwykle przydatne w kontekście programu Artemis. Jego celem jest powrót człowieka na Księżyc i utworzenie stałej bazy księżycowej.

Wielkie nadzieje pokładane są również w odtworzeniu właściwości różnorodnych organizmów ekstremofilnych. Wytworzyły one na Ziemi metody chronienia się przed środowiskiem skrajnie nieprzyjaznym życiu.

Astronauci będą jeść niesporczaki?

– Różne organizmy ekstremofilne na pewno będą nam przydatne w przyszłej eksploracji kosmosu czy potencjalnej kolonizacji. Będziemy musieli tworzyć nie tylko habitaty, ale i proste samowystarczalne ekosystemy. Umożliwią nam one produkcję tlenu, paliwa czy substancji odżywczych – wyjaśnia prof. Łukasz Kaczmarek z Zakładu Taksonomii i Ekologii Zwierząt, Wydziału Biologii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.

– Na pewno będziemy wykorzystywać w tym celu nie tylko archeony, ale również grzyby, glony, porosty. A także drobne bezkręgowce, w tym niesporczaki, nicienie czy wrotki. Niesporczaki roślinożerne mogą żerować na glonach czy porostach, natomiast drapieżne na wrotkach czy niesporczakach. Mogą one później stanowić podstawę pokarmową dla większych organizmów. W efekcie końcowym staną się pośrednio pokarmem dla przyszłych kolonistów – dodaje uczony.

Niesporczaki to bardzo małe bezkręgowce, które słynną z niezwykłych umiejętności przetrwania. W 2007 r. dwa ich gatunki przez dziewięć dni krążyły wokół Ziemi na wysokości około 270 km. W tym czasie były wystawione na promieniowanie kosmiczne oraz temperatury między minus 180 a plus 100 st. C. Po powrocie na Ziemię – i po nawodnieniu – wróciły do życia.

Źródło: NASA NIAC.

Nasz ekspert

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.