Ideja da se ljudska vrsta proširi izvan Zemlje godinama je cilj mnogih svemirskih agencija, a fokus je na stvaranju uslova za život na drugim svjetovima. Među nebeskim tijelima koja su nam najbliža, Crvena planeta smatra se najizglednijim budućim domom čovječanstva.
Mars, sa svojim ogoljenim prostranstvima, privlači kao sljedeća velika granica. Ipak, stvaranje trajnog naselja na toj planeti ostaje jedan od najhrabrijih snova i najzahtjevnijih izazova u nauci i inženjerstvu.
Nekada davno Mars je imao gustu atmosferu, ali je tokom milijardi godina pretrpio dramatičnu transformaciju. Ostao je svijet bez zaštitnog omotača, negostoljubiv za život kakav poznajemo na Zemlji.
Zrak je izuzetno razrijeđen i bogat ugljen-dioksidom, pritisak je manji od jednog posto zemaljskog, a temperature se kreću od ledenih –90 do najviših 26 stepeni. Tome treba dodati kosmičku radijaciju i nedostatak zraka za disanje. U takvim uslovima, izgradnja naselja nije samo podizanje zidova, radi se o stvaranju prostora u kojem je život uopće moguć.
Transport građevinskog materijala sa Zemlje bio bi nevjerovatno skup i nepraktičan. Rješenje? Naučiti koristiti ono što Mars već nudi. Upravo je lokalno iskorištavanje resursa ključ održivog ljudskog prisustva na drugoj planeti.
Kako uzorci tla koje je prikupio NASA-in rover Perseverance možda nose tragove nekadašnjeg života, otvara se i novo pitanje: mogu li ti mikrobi ili njihovi rođaci pomoći i u izgradnji marsovskih staništa?
Život na Zemlji započeo je upravo s mikroorganizmima, tihim inženjerima koji su oblikovali našu planetu, stvarali kiseonik i izgradili strukture poput koralnih grebena. Danas, kada čovječanstvo okreće pogled ka Marsu, čini se da bi upravo mikrobi mogli ponovo igrati ključnu ulogu.
Istraživanje objavljeno u Frontiers in Microbiology nudi hrabru viziju inspirisanu prirodom, fenomen biomineralizacije. To je proces u kojem mikroorganizmi (bakterije, gljivice, mikroalge) proizvode minerale kao dio svog metabolizma. Taj proces oblikovao je Zemlju milijardama godina, a mikroorganizmi koji preživljavaju u ekstremnim okruženjima, kiselim jezerima, vulkanskom tlu, dubokim pećinama, mogli bi se prilagoditi i Marsu.
Na osnovu podataka o marsovskom tlu, istraživači su ispitali različite puteve mikrobne mineralizacije kako bi otkrili koji od njih može stvoriti čvrste građevinske materijale bez rizika od međuplanetarnog zagađenja.
Najperspektivnija metoda je biocementacija, koja uz pomoć mikroorganizama stvara materijale nalik cementu, poput kalcijum-karbonata, i to na sobnoj temperaturi.
U centru istraživanja nalazi se moćno partnerstvo dvije vrste bakterija, Sporosarcina pasteurii, koja proizvodi kalcijum-karbonat, i Chroococcidiopsis, izuzetno otporne cijanobakterije poznate po preživljavanju u ekstremnim uslovima, uključujući simulirane marsovske. Njihova saradnja je fascinantna:
Chroococcidiopsis oslobađa kiseonik, stvarajući mikrookruženje pogodno za Sporosarcinu.
Istovremeno luči zaštitne supstance koje štite Sporosarcinu od jakog UV zračenja na Marsu.
Sporosarcina zauzvrat stvara prirodne polimere koji potiču rast minerala i učvršćuju regolit, pretvarajući rastresito tlo u čvrst materijal nalik betonu.
Zamišljeno je da se ova bakterijska mješavina kombinuje s marsovskim regolitom kao sirovina za 3D štampanje na površini Marsa. Spoj astrobiologije, geohemije, robotike i građevinarstva mogao bi potpuno redefinisati način građenja na drugim planetama.
Osim građevinske uloge, Chroococcidiopsis bi, zahvaljujući proizvodnji kiseonika, mogla podržati i sisteme za održavanje života astronauta. A amonijak koji proizvodi Sporosarcina mogao bi se dugoročno koristiti u poljoprivrednim sistemima zatvorenog kruga, pa čak i u procesima teraformiranja.
Ipak, izazova je mnogo. Povratak uzoraka s Marsa kasni, što usporava razvoj tehnologija specifičnih za tu planetu. Naučnici moraju bolje razumjeti ponašanje ovih mikroba u marsovskim uslovima, a robotika mora pronaći načine da 3D štampanje funkcioniše u drugačijoj gravitaciji.
Put je dug, ali svaki eksperiment, svako uspješno testiranje i svaka nova metoda približava nas danu kada će čovječanstvo možda zaista nazvati Mars domom.