Команда астробиологов Центра прикладных космических технологий (ZARM) Бременского университета смогла выращивать цианобактерии (сине-зеленые водоросли) рода Анабена (лат. Anabaena) при низком давлении и используя исключительно материалы, доступные на Марсе. Это означает, что будущие астронавты смогут выращивать на Красной планете собственную пищу и другие ресурсы.
Марсианская еда
Когда первые астронавты высадятся на Марс, это не будет коротким визитом. Учитывая состояние космической техники и правила небесной механики, им придется некоторое время провести на планете, ожидая, пока Земля и Марс окажутся в подходящем положении для обратного пути. Это серьезная проблема. Ведь везти с собой припасы, которых бы хватило на двухлетнюю миссию, было бы слишком дорого.
В качестве альтернативы специалисты NASA и других космических агентств рассматривают варианты производства пищи за пределами Земли. В частности, они хотят найти способы выращивать пищу на Марсе. Это позволит астронавтам меньше зависеть от поставок с Земли, полагаясь вместо этого на марсианскую почву и атмосферу.
По мнению команды ZARM, одним из самых многообещающих видов является водоросль Anabaena. Она может производить кислород для систем жизнеобеспечения и превращать атмосферный азот в сахара, аминокислоты и другие питательные вещества. Эти вещества, в свою очередь, позволят выращивать пищу из микроорганизмов и других культур.
К сожалению, марсианская атмосфера чрезвычайно тонка. Атмосферное давление на планете составляет лишь сотую долю от земного. В результате жидкая вода не может существовать на поверхности, а в местном воздухе недостаточно азота для поддержания метаболизма цианобактерий.
Можно было бы выращивать бактерии в сосуде с высоким давлением. Но всё снова упирается в проблемы с логистикой. Такое оборудование было бы очень тяжелым и нуждалось бы в газах, которые также пришлось бы доставлять с Земли.
Живучие водоросли
Чтобы решить проблему, ученые создали особый биореактор, ATMOS (Atmosphere Tester for Mars-bound Organic Systems, “атмосферный тестер для марсианских органических систем”). Реактор состоит из девяти однолитровых стеклянных и стальных сосудов. Сосуды стерильны, в них поддерживаются определенная температура и давление.
Внутри сосудов создана атмосфера, состоящая из 4% углекислого газа и 96% азота. Цианобактерии помещены на аналог марисанкого грунта, включающего фосфор, серу и кальций. Но главный трюк состоит в том, что давление искусственной атмосферы в реакторе в десять раз меньше земного, но в десять раз больше марсианского. Такую среду гораздо проще поддерживать в условиях реального Марса.
Тесты показали, что цианобактерии прекрасно чувствуют себя при низком давлении и размножаются на марсианском грунте. А значит, их можно массово выращивать при минимальных вложениях земных ресурсов.
“Мы хотим создать систему, которая может эффективно использоваться на Марсе. Наш биореактор ATMOS не является системой культивирования, которую мы бы использовали на Марсе. Он предназначен для проверки на Земле условий, которые мы могли бы там обеспечить. Результаты помогут в разработке марсианской системы выращивания. Например, более низкое давление означает, что мы можем разработать более легкую структуру, которую проще транспортировать, так как ей не нужно выдерживать большой перепад между внутренней и внешней средой”, - поясняет Киприен Версё (Cyprien Verseux), астробиолог ZARM.
Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Microbiology.
