Ovo je tajno oružje u kolonizaciji Marsa: Par bakterija može da pomogne u osvajanju Crvene planete

Ideja o širenju ljudske vrste van Zemlje cilj je mnogih svemirskih agencija, a fokus je život na drugim svetovima. Među nebeskim telima nadohvat ruke, Crvena planeta smatra se najverovatnijim sledećim domom ljudi.

Mars, sa ogoljenim prostranstvima, mami mnoge kao sledeca granica. Ipak, uspostavljanje trajnog naselja na Marsu ostaje jedan od najhrabrijih snova čovečanstva i najzahtevnijih naučnih i inženjerskih izazova, piše Phys.org.

Preporučujemo

Crvena planeta, nekada je imala gustu atmosferu, ali pretrpela je dramatičnu transformaciju tokom milijardi godina. Njen zaštitni omotač je nestao, ostavljajući za sobom okruženje negostoljubivo za život sa Zemlje.

Vazduh je izuzetno razređen i bogat ugljen-dioksidom, pritisak je manje od jedan odsto Zemljinog, a temperature divljaju od ledenih minus 90 stepeni do blagih 26. Kada se tome dodaju, kosmička radijacija i odsustvo vazduha za disanje, postaje jasno - stvaranje naselja na Marsu je mnogo više od puke gradnje zidova. Radi se o stvaranju prostora na kome je moguć život, što je u suprotnosti sa uslovima koji tu postoje.

Transport građevinskog materijala sa Zemlje je preskup i nepraktičan. Rešenje? Da naučimo da gradimo koristeći ono što sam Mars nudi. Korišćenje resursa na licu mesta, odnosno iskorišćavanje lokalnih materijala, ključ je za održivo ljudsko prisustvo na Marsu.

Kako uzorci koje je prikupio rover NASA Perseverans iz kratera Jezero, drevnog korita marsovske reke, možda kriju tragove nekadašnjeg života, pa to omogućava da se sanja dalje od samog otkrića. Mogu li nam isti mikrobni tragovi pomoći da gradimo na Marsu?

Nekada davno život na Zemlji počeo je sa skromnim mikroorganizmima u plitkim bazenima i morima. Ovi tihi inženjeri transformisali su Zemlju, od punjenja neba kiseonikom do izgradnje otpornih koralnih grebena koji stoje i dan danas. Sada, dok se pogled čovečanstva okreće ka nebu, ovi sićušni tvorci možda drže ključ za pretvaranje neplodnog sveta u živahan dom.

Istraživanje objavljeno u Frontiers in Microbiology utire hrabar put, crpeći inspiraciju iz prirode. od Majke Prirode. U međunarodnom interdisciplinarnom poduhvatu istraživači su se udružili da razmotre korišćenje prirodnog čuda - biomineralizacije.

Ovaj fenomen, koji se odvija kada mikroorganizmi (bakterije, gljivice i mikroalge) proizvode minerale kao deo svog metabolizma, oblikovao je Zemlju milijardama godina. Ovi mikroorganizmi, koji uspevaju ne samo u poznatim vodama već i u ekstremnim okruženjima poput kiselih jezera, vulkanskog tla i dubokih pećina, mogu otkriti svestranost potrebnu za prilagođavanje uslovima na Marsu.

Vođeno podacima sa rovera na Marsu o sastavu marsovskog tla (regolita), istraživanje je ispitalo višestruke puteve mikrobne mineralizacije kako bi se otkrilo koji od njih mogu stvoriti jake građevinske materijale za staništa na Marsu bez rizika od međuplanetarnog zagađenja.

Među njima, biocementacija, koja koristi mikroorganizme za stvaranje prirodnih materijala sličnih cementu, kao što je kalcijum-karbonat, na sobnoj temperaturi, ističe se kao najperspektivnija.

U srži istraživanja je zajednički napor dve izuzetne bakterije - Sporosarcina pasteurii, dobro poznate bakterije koja proizvodi kalcijum-karbonat putem ureolize, i Chroococcidiopsis, otporne cijanobakterije poznate po preživljavanju u ekstremnim okruženjima, uključujući simulirane uslove na Marsu. Njihovo partnerstvo je veoma moćno.

Chroococcidiopsis udahnjuje život svojoj okolini oslobađanjem kiseonika, stvarajući gostoljubivo mikrookruženje za Sporosarcina pasteurii. Štaviše, ekstracelularna polimerna supstanca koju luči Chroococcidiopsis štiti Sporosarcina pasteurii od štetnog UV zračenja na površini Marsa. Zauzvrat, Sporosarcina luči prirodne polimere koji neguju rast minerala i jačaju regolit, pretvarajući rastresito tlo u čvrst materijal nalik betonu.

Naučnici zamišljaju ovu bakterijsku ko-kulturu pomešanu s marsovskim regolitom kao sirovinu za 3D štampanje na Marsu. Na preseku astrobiologije, geohemije, nauke o materijalima, građevinskog inženjerstva i robotike, ovaj sinergijski sistem bi mogao da revolucioniše potencijal za izgradnju na Crvenoj planeti, redefinišući koncept dizajna za proizvodnju na Marsu.

Ali ovo mikrobno partnerstvo nudi prednosti i izvan građevinarstva. Chroococcidiopsis, sa svojom sposobnošću da proizvodi kiseonik, mogla bi da podrži ne samo integritet staništa već i sisteme za održavanje života astronauta.

U dužim vremenskim okvirima, amonijak proizveden kao metabolički nusproizvod bakterije Sporosarcina pasteurii mogao bi se koristiti za razvoj poljoprivrednih sistema zatvorenog kruga i potencijalno pomoći u naporima za teraformiranje Marsa.

Ipak, putovanje tek počinje. Iako međunarodne agencije planiraju da izgrade prvo ljudsko stanište na Marsu 2040-ih godina, povratak uzoraka sa Marsa stalno kasni, što ograničava eksperimentalnu potvrdu građevinskih tehnologija specifičnih za Mars.

Dok se svemirske agencije pripremaju za misije sa posadom na Mars u narednoj deceniji, naučnici moraju unaprediti razumevanje građevinskih metoda zasnovanih na biologiji u vanzemaljskim uslovima. Iz astrobiološke perspektive, naučnici moraju da odgonetnu kako ove mikrobne zajednice stupaju u interakciju sa marsovskim regolitom i preživljavaju stresne faktore iz neprijateljskog okruženja planete. Laboratorijski simulanti regolita nude pragmatičan pristup testiranju ko-kultura u uslovima koji oponašaju one na Marsu, kao i izgradnji prediktivnih modela za performanse biocementacije.

Na polju robotike, jedan od glavnih izazova je repliciranje marsovske gravitacije na Zemlji radi testiranja procesa 3D štampanja i optimizacije autonomne kontrole izgradnje za buduće misije na Marsu. Zato se moraju razviti robusni kontrolni algoritmi i prilagođeni protokoli kako bi nam omogućili ne samo da gradimo efikasnije, već i da redefinišemo metode proizvodnje za jedinstveno okruženje Marsa.

Putovanje je zahtevno, ali korak po korak, svako otkriće, svako uspešno ispitivanje i testirani protokol, dovode nas bliže danu kada će čovečanstvo zvati Mars domom.

(Telegraf Nauka/Phys.org)