Бактерии могут помочь накормить астронавтов во время будущих миссий на Марс

Команда астробиологов из Центра прикладных космических технологий Бременского университета (ZARM) вырастила цианобактерии при низком давлении, используя только марсианские материалы, демонстрируя, что будущие астронавты могут выращивать себе еду и другие ресурсы на Красной планете.

Когда первые астронавты приземляются на Марс, это будет непродолжительный визит. Учитывая состояние космических двигательных технологий и жесткие правила небесной механики, миссия на Марс означает очень долгое ожидание, пока Земля и Марс не займут правильное положение для обратного полета. Это серьезное препятствие, потому что взять с собой достаточно припасов, чтобы их хватило на миссию, которая может занять более двух лет, было бы непомерно дорого.

В качестве альтернативы специалисты по планированию миссий в NASA и других космических агентствах ищут способы жить за пределами земли. В частности, они хотят найти способы выращивать пищу на Марсе, чтобы дополнить грузовые пайки, привезенные с Земли, за счет использования азота и углекислого газа из марсианской атмосферы и марсианской почвы или реголита.

В рамках исследования ZARM команда под руководством Сиприена Версо изучила цианобактерии Anabaena, которые могут производить кислород для систем жизнеобеспечения и превращать атмосферный азот в сахара, аминокислоты и другие питательные вещества, которые могут поддерживать рост продуктов питания из микроорганизмов или других культур.

К сожалению, марсианская атмосфера чрезвычайно разрежена с давлением в сотую часть от земного. В результате жидкая вода не может существовать на поверхности, а в объеме воздуха недостаточно азота для поддержания метаболизма цианобактерий. Ответом на это было бы выращивание бактерий в сосуде под давлением, но они были бы тяжелыми, сложными и потребовали бы газов, импортированных с Земли, что нарушает цель.

Чтобы преодолеть это, команда создала биореактор атмосферных испытаний для органических систем на Марсе (ATMOS), состоящий из девяти литровых стеклянных и стальных сосудов, которые являются стерильными, нагреваются, контролируются давлением и контролируются цифровым способом. Внутри цианобактерии были введены в смесь из четырех процентов углекислого газа и 96 процентов азота, а также искусственного марсианского реголита, который содержит питательные вещества, в том числе фосфор, серу и кальций.

Хитроумно то, что в течение 10-дневного периода роста в сосудах было давление до 10 процентов земной атмосферы, а не до одного процента, обнаруженного на Марсе. Для эксперимента искусственный реголит Mars Global Simulant использовали в качестве питательной среды, а стандартную среду использовали в качестве контроля.

Неудивительно, что бактерии лучше росли на стандартной среде, но они также хорошо росли и на реголите, а это означает, что можно будет выращивать полезные бактерии на Марсе без необходимости импортировать питательную среду с Земли. Однако многое еще предстоит сделать.

"Мы хотим перейти от этой экспериментальной концепции к системе, которую можно эффективно использовать на Марсе", - говорит Версо. "Наш биореактор ATMOS - это не та система культивирования, которую мы использовали бы на Марсе: он предназначен для проверки на Земле условий, которые мы создадим там. Но наши результаты помогут разработать систему культивирования на Марсе.

Например, более низкое давление означает, что мы можем разработать более легкую конструкцию, которую легче загружать, поскольку ей не придется выдерживать большие различия между внутренним и внешним пространством".