Využitie miestnych materiálov je kľúčom k možnej udržateľnej prítomnosti ľudí na Marse.
Červená planéta je veľmi podobná Zemi. Zdroj: iStock/Nzoka John
Od prvých krokov človeka na Mesiaci je snaha rozšíriť ľudskú civilizáciu za hranice Zeme hlavným cieľom medzinárodných vesmírnych agentúr, ktoré sa zameriavajú na dlhodobé mimozemské osídlenie. Zo všetkých nebeských telies, ktoré sú v našom dosahu, je Mars považovaný za náš ďalší potenciálny domov. Červená planéta je zaujímavá a vedcov láka svojou podobnosťou so Zemou. Vytvorenie trvalého oporného bodu na Marse však zostáva jedným z najsmelších snov ľudstva a najväčšou vedeckou a technickou výzvou.
Červená planéta, kedysi zahalená hustou atmosférou, prešla za miliardy rokov dramatickou premenou. Jej ochranná vrstva zmizla a zanechala prostredie, ktoré je od pozemského života na nerozoznanie. Vo vzduchu je príliš vysoké množstvo oxidu uhličitého, tlak tvorí menej ako jedno percento toho zemského a teploty kolíšu od mrazivých mínus 90 °C po miernych 26 °C. Rovnako je problémom ustavičné kozmické žiarenie či nedýchateľný vzduch. Problémom je aj vytvorenie sídel, v ktorých by potenciálne mohli žiť ľudia.
Využitie miestnych zdrojov a materiálov je kľúčom k udržateľnej prítomnosti ľudí na Marse. Vzorky, ktoré zozbieral rover Perseverance úradu NASA z krátera Jezero, starobylého marťanského riečneho koryta, môžu obsahovať stopy po prvotnom živote. Mohli by nám tie isté mikrobiálne stopy, ktoré kedysi prosperovali na Marse, pomôcť aj pri ich znovuoživení?
Baktérie menia pôdu na pevný materiál podobný betónu
Život na Zemi sa začal vďaka prítomnosti mikroorganizmov v plytkých jazierkach a moriach. Tieto malé živočíchy pomaly premenili našu planétu do dnešnej podoby. Mikroorganizmy môžu byť kľúčom k premene neúrodného sveta na živý domov.
Vedci z Polytechnickej univerzity v Miláne v Taliansku navrhujú namiesto prenášania materiálu zo Zeme na Mars novú metódu – pestovať materiály priamo na Marse pomocou baktérií. Mikroorganizmy (baktérie či huby) produkujú minerály ako súčasť svojho metabolizmu, vďaka čomu formovali Zem miliardy rokov. Tieto mikroorganizmy, ktoré prosperujú nielen v známych vodách, ale aj v extrémnych prostrediach, ako sú kyslé jazerá, vulkanické pôdy a hlboké jaskyne, môžu odhaliť možnosti adaptácie na Marse. Svoju štúdiu publikovali v časopise Frontiers Microbiology.
Na základe údajov z roverov na Marse, ktoré skúmajú zloženie pôdy (regolitu), sa tím vedcov rozhodol preskúmať mikrobiálnu mineralizáciu, aby zistil, ktoré materiály môžu byť použité ako stavebné, ak by sme sa v budúcnosti dostali na Mars. Medzi najsľubnejšie baktérie patrí Sporosarcina pasteurii, známa baktéria, ktorá produkuje uhličitan vápenatý, a Chroococcidiopsis, odolná cyanobaktéria známa tým, že prežíva v extrémnych podmienkach vrátane simulovaných podmienok na Marse.
Vedci sa domnievajú, že spojením týchto baktérií do spoločnej kultúry by bolo možné vytvoriť druh spojovacieho prvku, ktorý by sa dal zmiešať s regolitom, teda so skalami a s prachom na povrchu Marsu. Sporosarcina vylučuje prírodné polyméry, ktoré podporujú rast minerálov a posilňujú regolit, čím menia voľnú pôdu na pevný materiál podobný betónu. Takáto bakteriálna kultúra zmiešaná s marťanským regolitom môže slúžiť ako surovina pre 3D tlač.
Druhá baktéria, Chroococcidiopsis, uvoľňuje kyslík do svojho okolia, čím vytvára príjemné mikroprostredie pre prvý typ baktérie. Navyše vylučuje extracelulárnu polymérnu látku, ktorá chráni Sporosarcina pasteurii pred škodlivým UV žiarením na povrchu Marsu. Prvý typ baktérie vylučuje na revanš prírodné polyméry, ktoré podporujú rast minerálov a posilňujú regolit, čím menia voľnú pôdu na pevný materiál podobný betónu.
Baktéria Chroococcidiopsis so svojou schopnosťou produkovať kyslík by mohla slúžiť ako zdroj kyslíka pre astronautov. V dlhodobom horizonte by sa amoniak produkovaný ako metabolický vedľajší produkt druhej baktérie mohol použiť na vývoj uzavretých poľnohospodárskych systémov a potenciálne by mohol pomôcť pri terraformovaní Marsu.
Hoci medzinárodné agentúry majú ambiciózny plán vybudovať prvé ľudské obydlie na Marse v štyridsiatych rokoch 21. storočia, návrat vzoriek z Marsu čelí opakovaným oneskoreniam, čo obmedzuje experimentálne overovanie stavebných technológií špecifických pre Mars. Keďže vesmírne agentúry sa pripravujú na posádkové misie na Mars v nadchádzajúcom desaťročí, vedci musia prehĺbiť poznatky o mimozemskom potenciálnom stavebnom systéme využívajúcom biologické materiály.
Rovnako musia odhaliť, ako tieto mikrobiálne komunity interagujú s marťanským regolitom a ako prežívajú stresové faktory nepriateľského prostredia planéty. Laboratórne simulanty regolitu ponúkajú pragmatický prístup k testovaniu spoločných kultúr v podmienkach, ktoré odrážajú podmienky na Marse. V oblasti robotiky je jednou z hlavných výziev replikácia marťanskej gravitácie na Zemi s cieľom otestovať procesy 3D tlače a optimalizovať autonómne riadenie výstavby pre budúce misie na Mars.
Vedci teda stoja pred výzvou vyvinúť riadiace algoritmy a prispôsobené protokoly, ktoré umožnia nielen efektívnejšie stavať, ale aj predefinovať výrobné metódy pre jedinečné prostredie Marsu.
Zdroj: Frontiers Microbiology
(RR)
