Mars se stal předmětem mnoha studií a experimentů zaměřených na možnosti terraformace planety. Missiony vedené společností SpaceX ukazují, jak velmi nás fascinují możliwości, které Mars nabízí. Zatímco samotný let na planetu je relativně snadný, skutečná výzva spočívá v terraformaci Marsu, tedy v přeměně jeho podmínek tak, aby umožnily trvalé mise.

Ve filmu „The Martian“ jsme viděli, jak astronaut přežívá na Marzu za pomoci brambor pěstovaných v místních podmínkách. Ačkoli to může znít jako vědeckofantastická představa, pokroky v této oblasti již činíme. V rámci většího záměru budeme potřebovat stavět, přičemž nejvýhodnějším řešením může být použití marťanského prachu k výrobě cihel.

Biocementace: Přírodní stavební materiál

Na Měsíci i Marsu je prach, který obsahuje různé prvky, jež můžeme využít k výrobě stavebních materiálů. Více než přemýšlet o tom, jak přivézt kilogramy materiálu ze Země, je snazší transformovat místní materiály na něco užitečného. Skupina výzkumníků z Polytechnického institutu ‚Giulio Natta‘ v Miláně publikovala studii ve časopise Frontiers in Microbiology, která se zaměřuje na tuto problematiku.

Autoři popisují proces transformace marťanského regolitu na materiál podobný betonu pomocí techniky nazvané biocementace. Klíčem k této technologii jsou dvě bakterie, které dokáží tento proces provést.

Bakterie jako stavebníci

Hlavními aktéry jsou Sporosarcina pasteurii a Choococcidiopsis. Klíčový proces společnosti Sporosarcina pasteurii, který nazýváme Microbially Induced Calcium Carbonate Precipitation, spočívá v produkci enzymu ureázy, jenž hydrolyzuje močovinu na amoniak a uhličitan. Tento proces zvyšuje pH okolí a vytváří uhličitan vápenatý, který krystalizuje a spojuje částice marťanského regolitu, čímž přeměňuje volný prach na kompaktní materiál s kompresními odolnostmi srovnatelnými s některými směsmi betonu.

Odolnost Choococcidiopsis

Druhá bakterie, Choococcidiopsis, je známá svou extrémní odolností, podobně jako malí měkkýši tardigrádi. Bylo prokázáno, že tyto organismy dokážou přežít v podmínkách, které simulují marťanské prostředí. Mise BIOMEX Evropské vesmírné agentury ukázala, že kmeny této bakterie byly vystaveny prázdnému prostoru a slunečnímu záření po dobu osmnácti měsíců a zůstaly neporušené. Po rehydrataci obnovily své metabolické aktivity.

Funkce Choococcidiopsis v tomto procesu nespočívá v konverzi regolitu na beton, ale spíše v její schopnosti podporovat přežití Sporosarcina pasteurii v nehostinném marťanském prostředí. Tato bakterie uvolněním kyslíku při fotosyntéze vytváří mikroprostředí, které je příznivé pro činnost Sporosarcina pasteurii.

Ochranné mechanismy

Choococcidiopsis disponuje impozantním arzenálem obrany. Její ochranné mechanismy zahrnují tři úrovně obrany:

• První úroveň se skládá z extracelulárních polymerních látek, které vytvářejí silnou vrstvu filtrující téměř 70 % UVA, 70 % UVM a 90 % UVC záření.
• Druhá úroveň zahrnuje antioxidanty, které se připojují k vnějším membránám a neutralizují reaktivní kyslíkové druhy generované zářením.
• Třetí úroveň obrany zahrnuje UV filtry a schopnost Choococcidiopsis regenerovat své DNA v případě poškození způsobeného radiací.

Budoucnost výstavby na Marsu

I když existují plány na výstavbu prvního lidského habitat na Marsu do roku 2040, je důležité přistupovat k těmto návrhům opatrně. Přestože jsme prokázali možnost konverze marťanského materiálu na stavební materiály, stojí před námi výzvy, jako je replikace marťanských podmínek na Zemi pro optimalizaci těchto procesů.

Objev spolupráce těchto bakterií může vést k novinkám nejen ve výstavbě, ale také k potenciálnímu využití jejich schopnosti produkovat kyslík na Marsu a využití jejich odpadních produktů jako hnojiva pro kultivaci v prostoru, což je příklad amoniak, který by mohl být použit jako hnojivo pro pěstování rostlin.