Кислородът за астронавтите на Марс – от бактерии и водорасли

НАСА си партнира с частна компания за дизайна и построяването на съоръжение за производство на кислород за потенциална марсианска колония.

За да произвеждат ценния кислород, нужен за оцеляването на астронавтите, бактериите и водораслите ще използват богатата на азот марсианска почва. Тя може да влезе в употреба и в производството на вода и горива, пише Zmescience.

В НАСА все още работят на пълни обороти за провеждането на пилотирана мисия до Марс през 2030 г., но определено осъществяването ѝ ще е трудно. Препятствията са многобройни и всеобхватни, но така и се очаква – все пак това е най-важната космическа мисия, с която, ние като човечество сме се захващали.

Можете ли да си представите първия миг, в който човешки крак стъпва на марсианска почва? Но докато вие си задържате дъха в този невероятен момент, астронавтите няма да имат този лукс.

Кацанията на Луната изглеждат като детска игра пред мисия до Марс. Може да напуснете Земята на сутринта, да се разходите по Луната към обяд и да се приберете вкъщи за вечеря.  Една голяма кислородна бутилка е достатъчна, но когато трябва да се пътува почти година, е ясно, че една бутилка не стига.

В НАСА знаят, че трябва сами да произвеждат кислорода си – наистина няма друг начин, но въпросът е как? Какъв е най-добрият вариант?

На Земята, почти 80% от кислорода идват от фотосинтезата на водорасли и цианобактерии. Те използват слънчевата енергия, за да отделят кислорода от водата, но някои видове могат да намаляват азота и да използват електрони за генериране на кислород като вторичен продукт от фотосинтезата.

Всъщност най-старите фосили, намерени на Земята, са на цианобактерии – в строматолити на възраст 3.5 милиарда години, които се намират на западните брегове на Австралия. Без цианобактерии на Земята нямаше да има никакви животински и растителни видове, или поне не такива, каквито познаваме.

През ранните години на Земята повечето микроби живели по старомодния начин – анаеробно. Вместо кислород те използвали сяра, която им давала необходимата енергия. Но около преди 2,45 милиарда години изотопното съотношение на сярата се изменило и за първи път имало индикации, че кислородът става изключително важен компонент в земната атмосфера.

„Изглежда, че кислородът се е формирал за първи път преди около 2,7 до 2,8 милиарда години. Той заел мястото си в атмосферата преди около 2,45 милиарда години“, казва геохимикът Дик Холанд. „Изглежда, че има голям времеви интервал между появяването на организми, които произвеждат кислород до самото насищане на атмосферата с кислород.“

Цианобактериите били водещата фигура в този процес на насищане на атмосферата с кислород  и така те променили завинаги Земята. Те били първите организми, които използвали H₂O вместо H₂S или други съединения като източник на електрони и водород за асимилирането на CO₂.

Затова е обичайно, че в Текшот (Techshot) – частната компания, наета от НАСА  за създаването на животоподдържащите системи на Марс – са фокусирали усилията си точно върху тези бактерии. Те са лесни за отглеждане, нямат нужда от много място или хранителни вещества и са доста ефективни.

В компанията вече експериментират с някои варианти. Дори са създали марсианска среда, наречена „Марсианската стая“, която симулира всичко – от атмосферата и почвения състав на Марс до радиационните нива и продължителността на деня. Според Текшот тестовете досега са многообещаващи. Досегашните проекти на компанията включват рентгенови системи за МКС и потопяеми превозни средства за научни мисии в океаните.

„Това е един от възможните начини за поддържането на живот по време на мисията до Марс. Така няма да има нужда да занасяме големи газови контейнери“, казва Юджийн Боланд, главен научен съветник в Текшот. „Нека да изпратим микробите и те да свършат работата вместо нас.“

Идеалният дизайн засега се състои от няколко свързани биосъоръжения, изградени бързо на марсианската повърхност. От НАСА скоро ще изпратят нов марсоход на Марс, който най-вероятно ще занесе малки контейнери с микроби. Ако опитът е успешен, може да бъде тествано доста по-мащабно пренасяне на бактерии.