Kvasac i želatina mogli bi jednog dana postati dio materijala za 3D ispis na Marsu. U novom laboratorijskom pokusu istraživači su kombinirali genetski modificirani kvasac, želatinu, pijesak i materijal koji oponaša marsovsko tlo. Dobivena se smjesa može oblikovati 3D ispisom, a nakon sušenja postiže čvrstoću usporedivu s nekim vrstama betona niže čvrstoće.
Rezultati su objavljeni u časopisu Chem Circularity. U izvornom znanstvenom radu materijal se opisuje kao mogući način smanjenja količine građevinskog tereta koji bi buduće misije morale ponijeti sa Zemlje. Riječ je o dokazu koncepta u laboratoriju, a ne o postupku spremnom za gradnju na stvarnom Marsu.
Zašto su odabrani kvasac i želatina
Kvasac je jednostavan mikroorganizam koji se može razmnožavati iz male početne kulture. U pokusu su korištene stanice kojima su dodani proteini sposobni prianjati uz mineralne čestice. Želatina služi kao vezivo, a pijesak i čestice nalik marsovskom regolitu daju smjesi volumen i mineralnu strukturu.
Smjesa se najprije nanosi u slojevima, a zatim suši zamrzavanjem. Tako nastaje lagan i porozan materijal. Istraživači su provjerili može li se kvasac ponovno uzgojiti iz ostatka kulture. Materijalu bi to dalo svojstvo koje obične sintetičke sirovine nemaju: dio početne mase mogao bi se obnoviti biološkim rastom.
Pokusi u uvjetima sličnima Marsu
U laboratoriju su uzorci bili izloženi temperaturi od oko minus 30 Celzijevih stupnjeva i tlaku od približno 0,01 atmosfere. To su uvjeti koji oponašaju dio uvjeta na površini Marsa, ali ne mogu obuhvatiti sve izazove. Na Marsu vlada snažno ultraljubičasto zračenje, atmosfera je vrlo suha, a prašina i dugotrajni ciklusi smrzavanja i zagrijavanja dodatno opterećuju materijale.
Najbolji uzorci izdržali su tlačno opterećenje od približno 10 do 12 megapaskala, što su autori usporedili s betonom niže čvrstoće na Zemlji. Takva bi čvrstoća mogla biti dovoljna za male zaštitne elemente, unutarnje pregrade ili jednostavne kupole, ali ne govori kako bi se više i složenije građevine ponašale pod marsovskom gravitacijom i djelovanjem vjetra.
Od malog uzorka do nastambe dug je put
U pokusu su izrađene kupolaste strukture visoke oko 45 milimetara i široke oko 30 milimetara. Njihova mala veličina važna je za procjenu postupka, ali pokazuje i koliko još treba riješiti. Za ljudsku nastambu trebalo bi osigurati proizvodnju većih elemenata, kontrolu vlage, zaštitu od zračenja i način popravka nakon oštećenja.
Osim toga, kvasac i želatina morali bi stići na Mars ili bi se njihova proizvodnja morala uspostaviti na odredištu. Potrebni su i voda, energija, oprema za uzgoj te sustav za obradu regolita. Svaki od tih zahtjeva povećava složenost misije. Istraživanje ne predviđa da će astronauti uskoro ispisivati kuće. Pokazuje tek kako bi se biološki materijali mogli uključiti u širi plan korištenja lokalnih resursa.
Biologija kao dio gradnje u svemiru
Ideja se uklapa u razvoj tehnologija za lunarne i marsovske misije, u kojima se nastoji što više raditi s materijalom koji već postoji na odredištu. Kod planiranja lunarnog naselja javlja se isti problem: svaki kilogram koji se ne mora lansirati sa Zemlje olakšava prijevoz opreme i zaliha.
Sljedeći koraci uključuju veće uzorke, dulje izlaganje zračenju i prašini te testiranje mehaničkih svojstava nakon višestrukih ciklusa smrzavanja. Tek nakon takvih provjera moći će se procijeniti ima li materijal stvarnu ulogu u budućoj gradnji izvan Zemlje.
