Если человечество хочет жить за пределами Земли, ему придется строить обитаемые базы. Но везти промышленные материалы для таких сооружений с нашей планеты — дорого и сложно. Ученые из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук (SEAS) предлагают другой путь — использовать биологию.

Международная команда под руководством Робина Вордсворта, профессора экологических наук и планетологии, показала, что зеленые водоросли можно выращивать внутри биопластиковых конструкций в условиях, близких к марсианским. Это первый шаг к созданию самоподдерживающихся космических станций, которые не потребуют постоянных поставок с Земли.

Биопластик — это материал, который производится из возобновляемых источников (например, кукурузы или водорослей) и разлагается без вреда для среды. В отличие от обычного пластика, он не зависит от нефти.

Если у вас есть биопластиковый купол, а внутри — водоросли, то эти водоросли могут производить новый биопластик, — объясняет Вордсворт. — Так возникает замкнутая система, которая со временем может даже расширяться.

Исследование опубликовано в издании Science Advances.

Эксперимент в марсианских условиях

В лаборатории ученые воссоздали разреженную атмосферу Марса и вырастили там обычные зеленые водоросли Dunaliella tertiolecta. Они поместили их в камеру из биопластика (полилактида), которая:

• блокировала ультрафиолет,
• пропускала достаточно света для фотосинтеза,
• удерживала воду, несмотря на сверхнизкое давление.

Давление в камере было всего 600 Паскалей — в 100 раз меньше, чем на Земле, а вместо азота и кислорода — углекислый газ. Обычная вода в таких условиях мгновенно испарилась бы, но биопластик создал градиент давления, сохранив влагу внутри.

Жизнь в космосе без земных поставок

Раньше команда Вордсворта экспериментировала с аэрогелем, который имитирует парниковый эффект и нагревает поверхность. Если совместить эту технологию с биопластиковыми куполами, можно решить сразу две проблемы — давление и температуру.

Следующий шаг — проверить, как система поведет себя в вакууме, что важно для Луны или дальнего космоса. А потом — создать полноценный замкнутый цикл, где водоросли будут производить материал для новых куполов.

Биоматериалы — это не только про космос, — говорит Вордсворт. — Технологии, которые мы разрабатываем, пригодятся и для устойчивого развития на Земле.

Польза исследования

• Снижение стоимости колонизации — не нужно везти тонны стройматериалов, база «растет» сама.
• Автономность — если система замкнутая, меньше зависимость от земных миссий.
• Экологичность — биопластик разлагается, в отличие от металлоконструкций.
• Применение на Земле — те же технологии помогут строить автономные убежища в пустынях или после катастроф.

Пока эксперименты проводились в идеальных лабораторных условиях. На реальном Марсе:

• пылевые бури могут повредить хрупкий биопластик,
• перепады температур (от -70°C ночью до +20°C днем) могут нарушить стабильность системы,
• неясно, как водоросли поведут себя при длительном воздействии космической радиации.

Ранее ученые рассказали о методе выращивания зданий на Марсе из грунта и лишайника.