Ako by riasy a bioplasty mohli vybudovať prvé mimozemské mestá na Marse

Sen o kolonizácii Marsu, ktorý po stáročia inšpiroval vedcov aj snílkov, vždy narážal na krutú realitu Červenej planéty. Mars nie je len vzdialený, je to neľútostne nepriateľský svet. Jeho atmosféra, tvorená prevažne oxidom uhličitým, má na povrchu tlak len okolo 600 pascalov, čo je menej ako 1 % zemského tlaku. V takomto prostredí nemôže existovať kvapalná voda; okamžite by sa začala variť a zároveň mrznúť. Teploty tu kolíšu v extrémnych rozmedziach, od relatívne miernych 20 °C počas letného dňa na rovníku až po mrazivých -125 °C v polárnych zimách.

Navyše, bez ochranného globálneho magnetického poľa a s riedkou atmosférou je povrch Marsu neustále bombardovaný nebezpečným kozmickým a slnečným žiarením. Najväčšou prekážkou však nie je samotné prežitie na Marse, ale logistická nočná mora, ako sa tam dostať. Každý kilogram nákladu dopravený na Mars si vyžaduje osem až desať kilogramov paliva a podporných systémov na obežnej dráhe Zeme.

Doprava prefabrikovaných obydlí zo Zeme je preto pre udržateľnú kolóniu prakticky nemožná. Riešenie musí prísť z Marsu samotného – využitím miestnych zdrojov, známym ako ISRU (In-Situ Resource Utilization). Práve tu prichádza na scénu elegantné a takmer poetické riešenie, ktoré predstavil medzinárodný tím vedcov pod vedením Harvardovej univerzity.

Namiesto dovozu ťažkých kovov a betónu navrhujú niečo radikálne odlišné: pestovanie obydlí priamo na mieste. Kľúčom k tomuto konceptu je nenápadný, no mimoriadne odolný organizmus – zelená riasa druhu Dunaliella tertiolecta.Táto riasa je extrémny halofil, čo znamená, že miluje slané prostredie a dokáže prežiť v neuveriteľne drsných podmienkach, vďaka čomu je ideálnym kandidátom pre marťanské prostredie.

Jej najdôležitejšou vlastnosťou je schopnosť fotosyntézy, pri ktorej spotrebúva oxid uhličitý, ktorého je na Marse nadbytok, a produkuje kyslík. Týmto spôsobom nielenže prežíva, ale aktívne prispieva k vytváraniu dýchateľnej atmosféry vnútri budúceho obydlia. Vedci navrhli sebestačný, uzavretý cyklus, ktorý pripomína skôr biológiu než stavebníctvo.

^{Zdroj Foto: Wordsworth Group / Harvard SEAS}

Riasy sa najprv pestujú a zbierajú. Ich biomasa sa následne spracuje – napríklad fermentáciou pomocou geneticky upravených kvasiniek – na výrobu suroviny pre bioplast nazývaný kyselina polymliečna (PLA). Tento bioplast sa potom použije ako materiál pre 3D tlačiarne, ktoré z neho vytvoria priesvitné komory alebo priamo celé časti obydlí. A v týchto novo vytlačených štruktúrach sa potom pestujú ďalšie riasy, čím sa cyklus uzatvára a systém sa môže sám rozširovať. Obydlie tak doslova rastie samo. 

Aby tento koncept fungoval, bolo potrebné vyriešiť niekoľko kľúčových technických problémov. Prvým je stabilizácia kvapalnej vody. Vedci zistili, že 3D tlačená komora z PLA nemusí byť dokonalou tlakovou nádobou. Stačí, ak vytvorí dostatočný tlakový gradient, ktorý udrží vodu v kvapalnom stave vnútri jej stien, aj keď je vonkajší tlak extrémne nízky.

Druhým problémom je žiarenie. Materiál PLA je priesvitný, čo umožňuje prienik dostatočného množstva viditeľného svetla pre fotosyntézu, no zároveň účinne blokuje škodlivé ultrafialové žiarenie, čím chráni riasy vo vnútri. Tento systém je možné ďalej vylepšiť. Vízia, ako by sa táto technológia mohla rozšíriť, je obsiahnutá v koncepte MARSHA od AI SpaceFactory. Tento projekt navrhuje vytvárať kompozitný materiál zmiešaním bioplastu PLA s čadičovými vláknami, ktoré by sa získavali z marťanského regolitu (kamennej horniny).

Takýto kompozit je podľa testov dva- až trikrát pevnejší ako betón. Proti extrémnemu chladu by zase mohla pomôcť kombinácia s kremičitými aerogélmi, ďalšou technológiou, ktorú Wordsworthov tím skúmal na vytvorenie lokálneho skleníkového efektu. Genialita výberu riasy  Dunaliella však spočíva v jej multifunkčnosti. Bioplast je len jedným z mnohých produktov.

Táto riasa je skutočným „zázrakom na prežitie“ – produkuje kyslík, je bohatým zdrojom potravy (bielkoviny, lipidy, vitamíny ako betakarotén), dá sa z nej vyrábať biopalivo a je kľúčovou súčasťou systému na recykláciu odpadu. Nie je to teda len o výrobe plastu z rias, ale o vytvorení komplexného systému na podporu života z jedinej bunky, ktorá zároveň produkuje stavebný materiál.  Vývoj takýchto technológií pre najnepriateľskejšie prostredie, aké si vieme predstaviť, má obrovský presah aj na Zem.

Princípy uzavretých, sebestačných systémov, ktoré minimalizujú odpad a maximálne využívajú miestne zdroje, sú presne to, čo potrebujeme na riešenie problémov udržateľnosti a nedostatku zdrojov v mnohých častiach našej vlastnej planéty. Prvé marťanské mesto tak nemusí byť len zbierkou chladných kovových kupol dovezených zo Zeme, ale živým, dýchajúcim ekosystémom, ktorý vyrástol priamo z pôdy Červenej planéty a ktorého princípy nám pomôžu lepšie žiť na tej Modrej.  

Zdroj: cosmosmagazine.com.