Mars sa stal obsesívnou myšlienkou. Misie, ako sú tie, ktoré vedie SpaceX, to dokazujú, a pravdou je, že letieť tam je „jednoduchá“ časť. V skutočnosti je zložité terraformovať planétu tak, aby bolo možné na mieste vykonávať dlhodobé misie. Vo filme „Marťan“ sme už videli, ako astronaut prežil na Marse, živiac sa zemiakmi vypestovanými na mieste, a hoci to vyzerá ako sci-fi, už robíme pokroky v tomto smere. Ale musíme aj stavať, a najlepšie je použiť marťanský prach na výrobu tehál.
Biocementovanie. Mesiac aj Mars sú pokryté prachom. Táto vrstva sa skladá z viacerých prvkov, ktoré môžeme využiť vo svoj prospech na výrobu stavebných materiálov. Je oveľa jednoduchšie vymyslieť, ako premeniť tieto materiály na niečo užitočné, ako prepravovať kilogramy a kilogramy materiálov zo Zeme, a štúdia uverejnená v časopise Frontiers in Microbiology sa zaoberá práve týmto problémom.
V ňom výskumníci z Katedry chémie, materiálov a chemického inžinierstva „Giulio Natta“ na Milánskej polytechnickej univerzite opisujú proces premeny marťanského regolitu na materiál podobný betónu pomocou procesu nazývaného biocementovanie. Návrh spočíva v použití dvojice baktérií, ktoré sú schopné túto transformáciu uskutočniť.
Baktérie-„murári“. Hlavnými aktérmi sú Sporosarcina pasteurii a Choococcidiopsis, a kľúčovým procesom tejto technológie je „mikroorganizmami indukovaná precipitácia uhličitanu vápenatého“: proces, pri ktorom mikroorganizmy generujú uhličitan vápenatý pri izbovej teplote. V prípade Sporosarcina pasteurii je proces založený na ureolýze.
Baktéria tak produkuje enzým ureázu, ktorý hydrolyzuje močovinu na amoniak a oxid uhličitý. Pri uvoľnení zvyšuje pH okolitého prostredia, zatiaľ čo oxid uhličitý sa disociuje na karbonátové ióny. Pri spojení s iónmi vápnika prítomnými v prostredí sa usadzujú vo forme kryštálov uhličitanu vápenatého na bunkových stenách baktérií a na častiach pôdy.
Je to zložité a technické vysvetlenie toho, že produkujú odpad, ktorý pôsobí ako prírodný cement, ktorý spája častice regolitu Marsu a premieňa prirodzene sypký prach na hustý materiál s pevnosťou v tlaku podobnou pevnosti niektorých betónových zmesí.
BIOMEX. Na druhej strane je tu Choococcidiopsis. Je to jeden z najodolnejších organizmov, ktoré poznáme, podobne ako sympatické pomalé živočíchy. Sú schopné prežiť v podmienkach, ktoré napodobňujú marťanské prostredie, a v skutočnosti pred niekoľkými rokmi misia BIOMEX Európskej vesmírnej agentúry dokázala, že kmene tejto baktérie, ktoré boli počas 18 mesiacov bez akejkoľvek ochrany vystavené pôsobeniu vesmírneho vákua aj slnečného žiarenia, zostali nedotknuté. Po rehydratácii obnovili svoju metabolickú aktivitu.
Je to dôležité, pretože sme už „otestovali“ Choococcidiopsis vo vesmíre a jej úloha v tejto histórii nespočíva v schopnosti premeniť regolitu na betón, čo robí iná baktéria, ale v jej mimoriadnej odolnosti. Vedci navrhujú vytvoriť asociáciu medzi týmito dvoma baktériami.
Prostredníctvom fotosyntézy Choococcidiopsis uvoľňuje kyslík, ktorý vytvára priaznivé mikroprostredie pre činnosť Sporosarcina pasteurii, a zároveň zabezpečuje priaznivé podmienky pre prežitie svojho partnera v nepriateľskom prostredí Marsu.
Obranný arzenál. To znamená, že kým jedna pracuje, druhá zabezpečuje výživu a ochranu. A skutočne, obranný arzenál Choococcidiopsis je impozantný. Podobne ako pancier tanku najnovšej generácie má tri línie obrany:
- Prvá pozostáva z extracelulárnych polymérnych látok, ktoré tvoria hrubú vrstvu, ktorá filtruje takmer 70 % UV žiarenia, takmer 70 % UFM žiarenia a takmer 90 % UFS žiarenia.
- Druhá línia pozostáva z antioxidantov, ktoré sa pripájajú k vonkajšej membráne a pôsobia ako fotoprotektory, neutralizujúc aktívne formy kyslíka, ktoré vznikajú pod vplyvom žiarenia.
- A tretia línia ochrany zahŕňa UV filtre. Ako keby to nestačilo, Choococcidiopsis dokáže sám obnoviť svoju DNA, ak je poškodená žiarením.
Mimo výstavby. Je odolný a pružný, ale skôr ako začnú zvončeky lietať a baktérie putovať na Mars, samotný tím zdôrazňuje, že je potrebné postupovať krok za krokom. Hoci rôzne agentúry chcú do roku 2040 postaviť prvú ľudskú obydlia na Marse, problémom teraz nie je len to, že stavba na planéte je problém: je potrebné s istotou odpovedať na otázku, ako sa títo pionieri vrátia.
Existuje mnoho projektov zameraných na štúdium metód výstavby a pestovania na Marse s imitáciou charakteristík planéty
V súčasnosti demonštrujú, že marťanský materiál je možné premeniť na stavebný materiál, ale čaká ich ešte veľa práce, napríklad reprodukovať marťanské podmienky na Zemi, aby sa tieto stavebné procesy optimalizovali. A takéto objavy, ako je spoločná práca týchto baktérií, môžu viesť nielen k inováciám v oblasti stavebníctva, ale aj k potenciálnemu využitiu schopností niektorých z nich na výrobu kyslíka na Marse alebo dokonca k využitiu vedľajších produktov, ktoré vylučujú, ako prvok na pestovanie plodín vo vesmíre. Napríklad amoniak, ktorý sa dá použiť ako hnojivo pre plodiny.
