Дългите мисии извън Земята изискват животоподдържащи системи, които регенерират въздуха, пречистват водата и рециклират отпадъците. Без нужда от постоянно презареждане.

Един малък и невзрачен аквариумен мъх сега е в центъра на това предизвикателство. И то след като европейско проучване установи, че той не само филтрира замърсители, но и процъфтява под въздействието на радиация.

Пробивът е резултат от проект на Discovery, подкрепен от Европейската космическа агенция и ръководен от изследователи от Университета на Неапол „Федерико II“.

Вместо да се фокусира върху култури или микроводорасли, екипът се насочва към водните мъхове. Прости, неваскуларни растения, които вече са ценени в аквариумите заради способността им да улавят замърсители.

Защо мъхът превъзхожда микроводораслите и културите

Биорегенеративните животоподдържащи системи разчитат на живи организми. Земеделските култури изискват пространство, сложен хардуер и строг контрол на околната среда.

Микроводораслите пък са податливи на замърсяване, неравномерна светлина и образуване на упорити биофилми.

Водните мъхове заобикалят много от тези препятствия. Те растат с минимални ресурси, структурата им е проста, а изискванията за поддръжка остават ниски.

Три вида са тествани в контролирани условия: Taxiphyllum barbieri, Leptodictyum riparium и Vesicularia montagnei.

Изследователите проследяват фотосинтезата, нивата на пигменти, антиоксидантните реакции и отстраняването на тежки метали и азотни съединения.

Два от видовете ефективно филтрират мед, олово и цинк.

Един обаче се откроява.

Taxiphyllum barbieri показва най-силна нетна фотосинтеза и натрупва най-високи концентрации на пигменти, което го определя като обект за по-нататъшно изследване.

Изпитанието с радиация носи изненада

Дълбокият космос излага биологичните организми на йонизираща радиация, която уврежда ДНК и потиска растежа.

Италианският екип подлага водещия вид мъх на рентгенови дози от 1, 10 и 30 грея, след което наблюдава възстановяването му в продължение на 63 дни с непрекъснато измерване на въглероден диоксид и кислород.

Най-ниската доза предизвиква най-голям шок.

Мъхът, изложен на 1 грей, се представя по-добре от необлъчените проби, регистрирайки по-високи нива на фотосинтеза, по-силен транспорт на електрони и повишено съдържание на хлорофил.

Тази реакция съответства на феномен, известен като радиационен хормезис, при който лекият стрес предизвиква благоприятна адаптация.

По-високите дози променят моделите на растеж, вместо да унищожат растението. Клонките се скъсяват и удебеляват, образувайки по-плътни килимчета.

Тази промяна увеличава повърхностната площ, като по този начин засилва както газообмена, така и филтрационните способности.

От лабораторията до местообитанието на Марс

Ученият по проекта Мориц Фонтейн описва откритията без заобикалки: „Тези резултати са важна част от пъзела за бъдещите пилотирани космически полети.“

Концепцията възниква чрез платформата Open Space Innovation Platform, а финансирането от Discovery позволява провеждането на кампанията с радиация.

Една рецензирана статия вече е публикувана в списание Frontiers in Plant Science, като се подготвят и допълнителни данни за радиацията.

Ако бъдат успешно мащабирани, компактните модули с мъх ще освежават въздуха в кабината, ще пречистват рециклираната вода от замърсители и ще издържат на нива на радиация, които застрашават по-деликатните видове.

В суровата аритметика на логистиката за Марс всеки спестен килограм има значение. А един издръжлив килим от мъх може да наклони везните.