Дослідники показують, що водорості можуть рости в умовах атмосферного тиску, подібних до марсіанських. Якщо люди коли-небудь збираються створювати постійні поселення за межами Землі, їм потрібно буде будувати придатні для життя споруди. Однак транспортування великої кількості промислових матеріалів для будівництва створює серйозні логістичні та фінансові проблеми. Вчені з Гарвардської школи інженерії та прикладних наук імені Джона А. Полсона (SEAS) досліджують біологічну альтернативу.
Під керівництвом Робіна Вордсворта, професора екологічних наук та інженерії імені Гордона Маккея та професора наук про Землю та планети, міжнародна команда успішно виростила зелені водорості всередині укриттів, побудованих з біопластику, в умовах, подібних до марсіанських. Ці експерименти є першим кроком до розробки самодостатніх космічних середовищ існування, які не залежать від матеріалів, що транспортуються з Землі.
«Якщо у вас є середовище існування, що складається з біопластику, і в ньому ростуть водорості, ці водорості можуть виробляти більше біопластику», – пояснив Вордсворт. «Таким чином, у вас починає виникати замкнена система, яка може підтримувати себе і навіть зростати з часом». Дослідження опубліковано в Science Advances.
Вирощування водоростей в умовах, подібних до марсіанських
У лабораторних випробуваннях, що імітують середовище низького тиску на Марсі, дослідницька група під керівництвом Вордсворта успішно культивувала поширений вид зелених водоростей , відомий як Dunaliella tertiolecta. Водорості росли всередині надрукованої на 3D-принтері камери, виготовленої з полімолочної кислоти – типу біопластику, який блокує шкідливе ультрафіолетове випромінювання, водночас пропускаючи достатньо світла для фотосинтезу.
Водорості утримувалися в умовах атмосферного тиску 600 Паскалів — що більш ніж у 100 разів нижче за земний — та атмосфери, багатої на вуглекислий газ, на відміну від земної суміші азоту та кисню. Хоча рідка вода зазвичай не може існувати за такого низького тиску, камера створила градієнт тиску, який підтримував стабільність води всередині. Ці результати свідчать про те, що біопластик може відігравати життєво важливу роль у створенні систем життєзабезпечення в непридатних для життя середовищах.
Метод дослідників імітує природний спосіб росту організмів на Землі, пропонуючи альтернативу традиційним промисловим підходам, які залежать від дорогих та важко переробляються матеріалів.
Люди, що живуть у космосі
Команда Вордсворта раніше продемонструвала тип локального марсіанського тераформування за допомогою шарів кремнеземних аерогелів, які імітують парниковий ефект потепління Землі, щоб забезпечити біологічний ріст. За словами Вордсворта, поєднання експериментів з водоростями з аерогелями вирішило б проблеми як з температурою, так і з тиском для підтримки росту рослин і водоростей, і могло б відкрити чіткіший шлях до позаземного існування.
Далі, за словами Вордсворт, дослідники хочуть продемонструвати, що їхні середовища існування також працюють у вакуумних умовах, що було б актуально для місячних або глибоких космічних застосувань. Його команда також планує розробити робочу систему замкнутого циклу для створення середовищ існування.
«Концепція біоматеріальних середовищ існування є принципово цікавою та може підтримувати життя людей у космосі», – сказав Вордсворт. «У міру розвитку цього типу технологій, вони також матимуть побічні переваги для технологій сталого розвитку тут, на Землі».