دانشمندان مواد زنده‌ای را توسعه داده‌اند که با استفاده از گلسنگ‌های مصنوعی، گرد و غبار مریخ را به سازه تبدیل می‌کنند. این نوآوری امکان ساخت و ساز مستقل و زندگی در مریخ را فراهم می‌آورد.
زندگی در مریخ همواره تخیل انسان را به خود مشغول کرده و اغلب به عنوان هدفی دوردست ریشه در داستان‌های علمی تخیلی داشته است. با این حال، با چندین مأموریت موفق به این سیاره در 50 سال گذشته، تبدیل این رؤیا به واقعیت اکنون بیش از پیش در دسترس به نظر می‌رسد.
اما، کلونی‌سازی مریخ تنها به سفر کردن محدود نمی‌شود. یکی از مهمترین چالش‌ها در این راه، ساخت و ساز بناها در چنین فاصله دوری از زمین است. پرتاب فضاپیماهای پر از مصالح ساختمانی سنگین نه مقرون‌به‌صرفه است و نه پایدار. این موضوع یک سؤال کلیدی را مطرح می‌کند: چگونه می‌توانیم فقط با استفاده از آنچه مریخ ارائه می‌دهد، ساختمان بسازیم؟
دکتر کنگروی گریس جین از دانشگاه تگزاس A&M ممکن است راه‌حلی امیدبخش پیدا کرده باشد.
جین با همکاری محققان دانشگاه نبراسکا-لینکلن، سال‌ها بر روی چگونگی ایجاد مواد زنده مهندسی‌شده از طریق بیوساخت تحقیق کرده است. آن‌ها با هم یک سیستم گلسنگ مصنوعی را توسعه داده‌اند که قادر به تولید مستقل مصالح ساختمانی بدون دخالت انسان است.
آخرین تحقیق آن‌ها که توسط برنامه مفاهیم پیشرفته نوآورانه ناسا حمایتو در “Journal of Manufacturing Science and Engineering” منتشر شده است، بررسی می‌کند که چگونه این سیستم می‌تواند برای ساخت سازه‌ها در مریخ با استفاده از رگولیت محلی (مخلوطی از گرد و غبار، ماسه و سنگ سیاره) به کار رود.
انقلابی در ساخت و ساز فرازمینی
این پیشرفت رویکردی متحول‌کننده را برای ساخت و ساز خارج از زمین ارائه می‌دهد و امکان ایجاد سازه در محیط‌های بسیار سخت با استفاده از مواد محلی محدود را فراهم می‌کند.
جین می‌گوید:
ما می‌توانیم با تقلید از گلسنگ‌های طبیعی، یک جامعه مصنوعی بسازیم!”
او ادامه می‌دهد:
ما راهی برای ساخت گلسنگ‌های مصنوعی برای ایجاد بیومتریال‌هایی پیدا کرده‌ایم که ذرات رگولیت مریخی را به سازه می‌چسبانند. سپس، از طریق چاپ سه بعدی، طیف گسترده‌ای از سازه‌ها مانند ساختمان‌ها، خانه‌ها و مبلمان قابل تولید هستند.
محققان دیگر استراتژی‌های مختلفی را برای اتصال رگولیت مریخ بررسی کرده‌اند، از جمله روش‌های مبتنی بر منیزیم، گوگرد و ترکیبات ژئوپلیمر. با این حال، هر یک از این تکنیک‌ها به شدت به نیروی انسانی متکی هستند، که با توجه به پرسنل محدودی که در مریخ در دسترس خواهند بود، آن‌ها را غیرعملی می‌سازد.
جایگزین دیگری استفاده از سیستم‌های میکروبی خودرُشد بوده است. نوآوری‌ها در این زمینه شامل بیومینرالیزاسیون باکتریایی برای تبدیل شن به مصالح بنایی جامد، استفاده از باکتری‌های اوره‌لیتیک برای تولید کربنات کلسیم برای تشکیل آجر، و بررسی ناسا بر روی میسلیوم قارچی به عنوان یک چسب طبیعی است.
اگرچه فناوری خودرشد با واسطه میکروب‌ها بسیار امیدبخش است، اما شیوه‌های کنونی کاملاً خودکار نیستند زیرا میکروب‌های مورد استفاده به یک گونه یا سویه محدود می‌شوند، بنابراین بقای آن‌ها نیازمند تأمین مداوم مواد مغذی است، به این معنی که مداخله خارجی مورد نیاز است. دوباره، کمبود نیروی انسانی در مریخ این امر را چالش برانگیز می‌کند.
جامعه مصنوعی چندگونه‌ای
برای حل این مشکل، تیم جین با طراحی یک جامعه مصنوعی که از مزایای گونه‌های متعدد بهره می‌برد، یک فناوری خودرشد کاملاً خودکار را توسعه داده است. این سیستم نیاز به تأمین مواد مغذی خارجی را از بین می‌برد.
این طرح از قارچ‌های رشته‌ای هتروتروف به عنوان تولیدکنندگان مواد چسبنده استفاده می‌کند زیرا آن‌ها می‌توانند مقادیر زیادی بیومینرال تولید کنند و شرایط سخت را بسیار بهتر از باکتری‌های هتروتروف تحمل کنند. این قارچ‌ها با سیانوباکتری‌های دیازوتروف فتواتوتروف جفت می‌شوند تا سیستم گلسنگ مصنوعی را ایجاد کنند.
این سیستم چگونه کار می‌کند؟ سیانوباکتری‌های دیازوتروف دی اکسید کربن و نیتروژن جو را تثبیت کرده و آن‌ها را به اکسیژن و مواد مغذی آلی تبدیل می‌کنند تا به بقا و رشد قارچ‌های رشته‌ای کمک کرده و غلظت یون‌های کربنات را از طریق فعالیت‌های فتوسنتزی افزایش دهند. قارچ‌های رشته‌ای یون‌های فلزی را به دیواره‌های سلولی قارچی متصل کرده و به عنوان محل‌های هسته‌زایی برای تولید بیومینرال عمل می‌کنند، همچنین با تأمین آب، مواد معدنی و دی اکسید کربن به سیانوباکتری‌ها، رشد آن‌ها را افزایش می‌دهند. هر دو جزء بیوپلیمرهایی ترشح می‌کنند که چسبندگی و پیوستگی بین رگولیت مریخی و ذرات رسوب کرده را برای ایجاد یک بدنه یکپارچه افزایش می‌دهند.
این سیستم تنها با شبیه‌ساز رگولیت مریخ، هوا، نور و یک محیط مایع غیرآلی رشد می‌کند. به عبارت دیگر، نیازی به نیروی انسانی نیست.
جین بیان می‌کند:
پتانسیل این فناوری خودرشد در امکان‌بخشی به اکتشاف و کلونی‌سازی بلندمدت فرازمینی قابل توجه است.
گام بعدی پروژه که در حال حاضر نیز در دست اجرا است، ایجاد جوهر رگولیت برای چاپ زیست‌ساختارها با استفاده از تکنیک چاپ سه بعدی “direct ink writing” است.
منبع: Scitechdaily
