Opbygning af en Mars-base med bakterier

Hvordan laver man en base på Mars? Simpelt:du sender nogle bakterier til den røde planet og lader dem udvinde jern. Efter et par år, du sender menneskelige bosættere ind, som bruger jernet til at konstruere en base. At, i en nøddeskal, er forslaget fra ph.d. kandidat Benjamin Lehner fra Delft University of Technology. Sammen med Delft-kolleger og forskere fra rumfartsorganisationerne ESA og NASA, Lehner har arbejdet på en omfattende plan for en ubemandet mission med brug af bakterier i de sidste fire år. Fredag ​​den 22. november kl. han vil forsvare sin ph.d. speciale ved TU Delft.

Antag, at du vil bygge en base på Mars. Selvfølgelig, du kunne lade en raket op med astronauter, værktøj og byggematerialer. Men sådan en tilgang er meget dyr, på grund af de astronomiske omkostninger pr. kilo, der er involveret i rumopsendelser. Oven i købet, mennesker er dårligt rustede til at modstå den stråling, de udsættes for på rejsen til Mars og på selve den røde planets overflade. De har også brug for ilt og betydelige mængder mad, og de bliver trætte og syge.

Ubemandet kapsel

Benjamin Lehner, en ph.d. studerende ved Delft University of Technology med en baggrund i både nanoteknologi og biologi, er nu kommet med en plan, der ikke involverer nogen mennesker i de første par år. Hans plan eliminerer også behovet for at sende tunge materialer til Mars. I sin afhandling, Lehner foreslår brug af ubemandede kapsler indeholdende tre komponenter:en rover, en bioreaktor og en 3-D printer.

Roveren er ikke meget mere end en skovl på hjul. I løbet af dagen, den øser den jernrige Mars-jord op (kaldet regolith) og bringer den til bioreaktoren. Denne reaktor er fyldt med bakterier af Shewanella oneidensis-arten. "I sin naturlige form, vi kan ikke bruge meget af jernet i marsjorden, " forklarer Lehner. "Men S. oneidensis har evnen til at omdanne en del af jorden til magnetit, en magnetisk oxid af jern."

Efter at bakterierne har gjort deres arbejde, magnetitten kan udvindes med magneter. Ved at bruge en teknik kaldet litografibaseret keramisk fremstilling (LCM), 3D-printeren omdanner derefter råmaterialet til skruer, nødder, jernplader og andre genstande - alt hvad fremtidige bosættere har brug for for at bygge en marsbase.

Nogle store fordele ved bakterier er, at de er selvreproducerende, nemme og billige at transportere og at de kan modstå store mængder stråling. I Lehners plan, mikroalger fodrer bakterierne. Disse alger omdanner sollys og CO ₂ fra Mars atmosfære til næringsstoffer og ilt. De producerer også restaffald, som vil være en vigtig ressource for de første nybyggere på Mars, da den kan bruges som kompost. Biominereaktoren producerer også selv sådant organisk affald.

Risiko for kontaminering

Lehner og hans team har beregnet, hvor meget jern en ubemandet kapsel med en 1400 liters reaktor kunne producere:omkring 350 kilo om året. "Efter 3,3 år, det ville producere mere jern, end der kan passe ind i kapslen, " siger han. "Ved at sende flere af disse ubemandede moduler til Mars, vi kan producere en god mængde jern på et par år."

Ph.D. kandidaten har også overvejet opbevaringen af ​​det 3-D-printede materiale. "Vi vil forhindre vores bakterier i at forurene planeten, da det kunne hindre søgen efter liv på Mars." Løsningen? Et oppusteligt forseglet kammer fastgjort til den ene side af kapslen. Materialet kan opbevares sikkert i dette beskyttede rum.

Videre udvikling

Lehners forslag passer ind i en tilgang, der er blevet mere populær inden for rumforskning i de senere år:in situ ressourceudnyttelse (ISRU), samlingen, bearbejdning og brug af materialer, der er naturligt til stede på en planet eller et andet himmellegeme. "ISRU er en vigtig teknologi, vi skal være pionerer for at gøre bæredygtig udforskning mulig, " siger Dr. Aidan Cowley, ESA's videnskabsrådgiver. "Alle tilgange bør undersøges, og i denne sammenhæng, Benjamins arbejde tilføjer værdifuld indsigt i biologiske processer til sådanne applikationer."

ESA og NASA har allerede tilkendegivet, at de gerne vil udvikle Lehners ideer yderligere. "Så hvem ved, måske vil denne plan blive til virkelighed en dag, " siger han stolt.