En wat nemen we mee naar Mars? PLA

Als mensen ooit buiten de aarde willen leven, zullen ze habitats moeten bouwen. Maar het transporteren van voldoende industrieel materiaal om leefbare ruimtes te creëren, zou ongelooflijk uitdagend en duur zijn. Onderzoekers van Harvard denken dat er een betere manier is, namelijk via biologie.

Een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Robin Wordsworth heeft groene algen gekweekt in biotopen van bioplastic, onder omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die van Mars. De experimenten vormen een eerste stap in de richting van het ontwerpen van duurzame habitats in de ruimte, waarvoor geen materialen van de aarde nodig zijn.

“Als je een habitat hebt die bestaat uit bioplastic en er groeien algen in, dan kunnen die algen meer bioplastic produceren”, aldus Wordsworth. “Zo ontstaat een gesloten kringloopsysteem dat zichzelf in stand kan houden en zelfs in de loop van de tijd kan groeien.”

Het onderzoek is gepubliceerd in Science Advances.

Bioplastic ‘mogelijk cruciaal’

In laboratoriumexperimenten die de ijle atmosfeer van Mars nabootsten, kweekte het team een ​​veelvoorkomende soort groene alg, Dunaliella tertiolecta. De algen gedijden in een 3D-geprinte groeikamer, gemaakt van polymelkzuur (PLA), dat uv-straling blokkeerde en tegelijkertijd voldoende licht doorliet om fotosynthese mogelijk te maken. De algen werden gehouden onder een Mars-achtige atmosferische druk van 600 Pascal – meer dan 100 keer lager dan die van de aarde – en in een omgeving met veel koolstofdioxide, in tegenstelling tot de omgeving met voornamelijk stikstof en zuurstof zoals op aarde. Vloeibaar water kan niet bestaan ​​bij zo’n lage druk, maar de bioplastic kamer creëerde een drukgradiënt die het water erin stabiliseerde. De experimenten wijzen er volgens de onderzoekers op dat bioplastics mogelijk cruciaal zijn voor het creëren van hernieuwbare systemen voor het in stand houden van leven in een levenloze omgeving.

Combineren met silica-aerogels

Wordsworths team demonstreerde eerder een vorm van lokale Mars-terravorming met behulp van lagen silica-aerogels die het broeikaseffect van de aarde nabootsen om biologische groei mogelijk te maken. Een combinatie van de algenexperimenten met de aerogels zou zowel temperatuur- als drukproblemen oplossen die de groei van planten en algen ondersteunen, aldus Wordsworth.

Ook naar de maan en diepe ruimte

De onderzoekers willen nu aantonen dat hun habitats ook in vacuümomstandigheden werken, wat relevant zou zijn voor toepassingen op de maan of in de diepe ruimte. Zijn team heeft ook plannen om een ​​werkend gesloten kringloopsysteem voor habitatproductie te ontwerpen. “Het concept van biomateriaalhabitats is fundamenteel interessant en kan mensen die in de ruimte leven ondersteunen. Naarmate dit type technologie zich ontwikkelt, zal het ook spin-offvoordelen hebben voor duurzaamheidstechnologie hier op aarde.”