Дослідники створили новий фотобіореактор, який дозволяє вирощувати ціанобактерії в умовах низького тиску із використанням типових для марсіанської атмосфери газів. Вони перевірили його дію, культивуючи анабену. Стаття про це надрукована у журналі Frontiers in Microbiology.
Getty Images / iStockphoto
Навіщо на Марсі ціанобактерії?
Найближчими десятиліттями людство збирається відправляти пілотовані місії на Марс. Так, NASA спершу планує знову доставити астронавтів на Місяць до 2024 року, а наступним етапом стане політ до Червоної планети у 2030-тих роках. Приватна компанія SpaceX планує здійснити це вже у 2020-х, хоча усі ці терміни, скоріш за все, будуть переглянуті.
Для тривалого перебування на Марсі екіпажам необхідні витратні матеріали для життєзабезпечення. Ресурси для першої місії можуть бути відправлені з Землі, але вартість запуску, час подорожі та ризик невдач вимагають в подальшому виробляти їх на місці. Саме тому вчені пропонують використовувати біорегенеративні системи. Вони дозволять вирощувати живі організми, які очищують воду, перероблюють відходи, виділяють необхідні гази, слугують їжею для інших тварин чи для астронавтів. Крім того, такі системи мають покладатися на місцеві ресурси. Тож ціанобактерії, які вивітрюють гірські породи, можуть відігравати у них центральну роль.
Що створили дослідники?
Вчені розробили фотобіореактор, який отримав назву Атмос. Це прилад, який використовує світло, щоб культивувати мікроорганізми. Він працює в умовах низького тиску та може забезпечити жорстко регульовані атмосферні умови для дев'яти камер, у яких можна вирощувати ціанобактерії. Вчені перевірили, як він буде працювати на Марсі, зімітувавши газову суміш із 96% азоту і 4% вуглекислого газу при загальному тиску 100 гектопаскалів (у 10 разів менше за тиск на рівні моря на Землі). Для вирощування обрали ціанобактерію анабену. Вона перебувала у цих умовах 10 днів, вчені фіксували її зріст за цей період. Крім того, дослідники експериментували з різними поживними речовинами. Для цього вони вирощували бактерії 14, 21 та 28 днів у модулях зі стандартним середовищем та із аналогом марсіанського реголіту.
Світлини та схеми роботи Атмоса. C. Verseux / ZARM
Які результати вони отримали?
За умов у фотобіореакторі ціанобактерія пережила бурхливий зріст. Отримана біомаса є придатною як субстрат для біологічних модулів життєзабезпечення. Наприклад, нею можуть харчуватися вторинні споживачі, як-от бактерія E. coli. Вчені роблять висновок, що такі ціанобактерії можна вирощувати на Марсі, використовуючи азот і вуглець з атмосфери та отримуючи мінеральні поживні речовини з реголіту. Втім, результати дослідження не вказують, наскільки ефективним буде таке культивування. Для кількісних оцінок необхідні подальші експерименти. Крім того, вчені зазначають, що Атмос не є кінцевим приладом для використання на Марсі, його створено для перевірки такого підходу.
Мікроорганізми Землі дійсно можуть жити у ектремальних умовах. Так, нещодавно астрономи дослідили бактерії після року перебування у відкритому космосі, а також визнали можливим видобування матеріалів астероїдів за допомогою мікробів. Крім того, вчені шукають нові можливості для забезпечення перебування людини на Марсі. Так, вони запропонували будувати бази на планеті з хітину та добувати паливо і кисень з розсолу в марсіанському реголіті. Детальніше про те, з якими перешкодами зіштовхнеться людство на шляху до Червоної планети, читайте у нашому матеріялі «Перегони за Марс».