Článek
Když bude na Měsíci chybět stavební materiál, na pomoc přijdou mikrobi. Možná je při první stavbě budeme potřebovat víc, než by se na první pohled zdálo.
Představa lidí žijících dlouhodobě na Měsíci už není pouze námětem vědeckofantastických filmů. Vesmírné agentury počítají s návratem člověka na Měsíc a s tím, že by právě lunární základny mohly jednou posloužit jako odrazový můstek pro mise k Marsu. Jeden problém však zůstává zásadní: jak na jiné světy dopravit všechno, co budou lidé potřebovat?
Každý kilogram nákladu vynesený ze Země do vesmíru je mimořádně cenný. Budoucí lunární základny proto budou muset co nejvíce využívat suroviny, které najdou přímo na místě.
A právě tady přicházejí na scénu mikrobi.
Stavební surovina z rostlinného odpadu
Otázkou, zda by mikrobiální společenstva mohla pomoci získávat užitečné kovy z regolitu, materiálu, který pokrývá povrch Měsíce i Marsu, zkoumá doktorandka biologie Abigail Boatengová z Ghany.
Za svůj výzkum získala prestižní ocenění Future Investigators in NASA Earth and Space Science and Technology (Budoucí vědci v oboru věd o Zemi, vesmíru a technologií NASA, které podporuje mladé vědce pracující na tématech odpovídajících vědeckým prioritám NASA. Její projekt má být financován až do roku 2029.
Boatengová vychází z jednoduché, ale potenciálně velmi důležité myšlenky: Pokud si budou astronauti na Měsíci pěstovat vlastní potraviny, vznikne také velké množství rostlinného odpadu. Ten by nemusel skončit jako bezcenný, ale naopak jako velmi užitečný zdroj pro stavbu.
K výzkumu ji přivedla jediná otázka: „Proč nevyužijeme potenciál mikrobů v rostlinném odpadu k extrakci kovů z regolitu? Může tento proces urychlit výstavbu na Měsíci?“
Mikroorganismy by podle jejího projektu mohly pomáhat při rozkladu materiálu a uvolňování kovů, například železa a hliníku. Ty by následně mohly posloužit jako surovina pro výrobu infrastruktury.
Mikrobiální „továrna“ přímo na Měsíci
Princip může znít téměř jako vědecká fantastika, ve skutečnosti však staví na procesech, které mikroorganismy na Zemi využívají po miliony let.
Bakterie a houby se podílejí na rozkladu organického materiálu a využívají nejrůznější metabolické a fermentační procesy. Podobné biologické mechanismy chce Boatengová využít v prostředí, kde je každá dovezená surovina velmi drahá.
Vedoucí jejího výzkumu, bioložka Becks Prescottová, přirovnává princip k procesům známým například z výroby fermentovaných potravin. Lunární laboratoř samozřejmě nebude vyrábět kombuchu, samotná myšlenka využití mikrobiálních drah při rozkladu látek je však podobná.
Výzkum navíc nesměřuje pouze k získávání kovů.
Z mikrobiálního procesu může vzniknout i „lepidlo“
Při rozkladu regolitu mohou mikroorganismy vytvářet také polysacharidy, tedy komplexní cukry, které mohou fungovat jako pojiva.
A právě to může být pro budoucí vesmírné stavitelství mimořádně zajímavé.
Pojivo by mohlo najít využití při výrobě stavebních materiálů pomocí velkých 3D tiskáren. Ty by jednou mohly vytvářet konstrukce a obytné prostory přímo na povrchu Měsíce nebo Marsu.
Na projektu proto spolupracuje také společnost AI Space Factory, která se zabývá návrhy technologií pro mimozemské stavitelství. Její projekt MARSHA například zkoumal podobu obytných struktur určených pro Mars.
Výsledkem by tak mohl být proces, ve kterém se propojí několik zdrojů: rostlinný odpad, mikroorganismy a místní regolit. Z odpadu by se získaly biologické látky a z mimozemské půdy kovy i další materiály. To vše by mohlo nakonec skončit v konstrukci budoucí základny.
První krok k soběstačné základně na Měsíci
Pro dlouhodobý pobyt lidí mimo Zemi je právě soběstačnost jednou z největších výzev. Zásobovací mise ze Země mohou být omezené, drahé a logisticky složité. Čím více materiálů dokáže základna získat přímo ze svého okolí, tím méně jich musí přiletět ze Země.
Boatengová proto pracuje na konceptu, který propojuje biologii s vesmírným průmyslem.
Její výzkum navíc není omezen pouze na univerzitní laboratoř. Součástí její odborné přípravy je práce na univerzitě v Mississippi, zkušenosti z národní laboratoře Pacific Northwest National Laboratory i spolupráce se soukromým sektorem. Část výzkumu strávila také na Havaji.
Co funguje na Měsíci, může jednou pomoci i Zemi
Na projektu je možná nejzajímavější právě to, že jeho význam nemusí skončit pouze ve vesmíru.
Historie kosmického výzkumu ukazuje, že technologie vyvíjené pro extrémní podmínky mohou později najít využití i na Zemi. Prescottová proto upozorňuje na potenciál technologií souvisejících s udržitelností, například při výrobě stavebních materiálů s menší závislostí na tradičních surovinách.
Pokud by se podařilo vytvořit stavební materiály z kombinace biologických procesů a místních minerálů, mohlo by jít o zajímavou alternativu i pro pozemské stavebnictví.
Budoucnost lunárního stavitelství tak možná nebude stát pouze na raketách, robotech a obřích 3D tiskárnách. Možná v ní budou hrát překvapivě důležitou roli také organismy tak malé, že je neuvidíme pouhým okem, přesto z nich vzniknou obří stavby.
Zdroj: Univerzita Mississippi