Come si crea una base su Marte? Semplice:mandi dei batteri sul pianeta rosso e lasci che estraggano il ferro. Dopo un paio d'anni, invii coloni umani che usano il ferro per costruire una base. Quella, in poche parole, è la proposta del Ph.D. candidato Benjamin Lehner della Delft University of Technology. Insieme ai colleghi di Delft e ai ricercatori delle agenzie spaziali ESA e NASA, Lehner ha lavorato a un ampio piano per una missione senza equipaggio che utilizza batteri negli ultimi quattro anni. Venerdì 22 novembre, difenderà il suo dottorato di ricerca. tesi alla TU Delft.

Supponiamo di voler costruire una base su Marte. Certo, potresti caricare un razzo con gli astronauti, strumenti e materiali da costruzione. Ma un tale approccio è molto costoso, a causa dei costi astronomici al chilo coinvolti nei lanci spaziali. Oltre a ciò, le persone sono mal equipaggiate per resistere alle radiazioni a cui sono esposte durante il viaggio su Marte e sulla superficie del pianeta rosso stesso. Hanno anche bisogno di ossigeno e notevoli quantità di cibo e si stancano e si ammalano.

Capsula senza equipaggio

Benjamin Lehner, un dottorato di ricerca studente alla Delft University of Technology con un background sia in nanotecnologia che in biologia, ha ora elaborato un piano che non coinvolge alcun essere umano nei primi due anni. Il suo piano elimina anche la necessità di inviare materiali pesanti su Marte. Nella sua tesi, Lehner propone l'uso di capsule senza equipaggio contenenti tre componenti:un rover, un bioreattore e una stampante 3D.

Il rover non è molto più di una pala su ruote. Durante il giorno, raccoglie il suolo marziano ricco di ferro (chiamato regolite) e lo porta al bioreattore. Questo reattore è pieno di batteri della specie Shewanella oneidensis. "Nella sua forma naturale, non possiamo usare molto del ferro nel suolo marziano, " spiega Lehner. "Ma S. oneidensis ha la capacità di trasformare parte del suolo in magnetite, un ossido magnetico di ferro."

Dopo che i batteri hanno svolto il loro lavoro, la magnetite può essere estratta con dei magneti. Utilizzando una tecnica chiamata produzione ceramica basata sulla litografia (LCM), la stampante 3D converte quindi la materia prima in viti, noccioline, piastre di ferro e altri oggetti:tutto ciò di cui i futuri coloni hanno bisogno per costruire una base marziana.

Alcuni dei principali vantaggi dei batteri sono che si riproducono da soli, facili ed economici da trasportare e che possono sopportare elevate quantità di radiazioni. Nel piano di Lehner, le microalghe alimentano i batteri. Queste alghe convertono la luce solare e la CO ₂ dall'atmosfera marziana in sostanze nutritive e ossigeno. Producono anche rifiuti residui, che sarà una risorsa importante per i primi coloni di Marte poiché può essere utilizzata come compost. Anche il reattore di bioestrazione produce tali rifiuti organici.

Rischio di contaminazione

Lehner e il suo team hanno calcolato quanto ferro potrebbe produrre una capsula senza equipaggio con un reattore da 1400 litri:circa 350 chilogrammi all'anno. "Dopo 3,3 anni, produrrebbe più ferro di quello che può stare all'interno della capsula, " dice. "Inviando molti di questi moduli senza equipaggio su Marte, possiamo produrre una buona quantità di ferro in pochi anni."

Il dottorato il candidato ha anche considerato l'archiviazione del materiale stampato in 3D. "Vogliamo evitare che i nostri batteri contaminino il pianeta, poiché ciò potrebbe ostacolare la ricerca della vita su Marte." La soluzione? Una camera sigillata gonfiabile attaccata a un lato della capsula. Il materiale può essere conservato in modo sicuro in questo spazio protetto.

Ulteriori sviluppi

La proposta di Lehner si inserisce in un approccio che è diventato più popolare nella ricerca spaziale negli ultimi anni:utilizzo delle risorse in situ (ISRU), la collezione, lavorazione e utilizzo di materiali naturalmente presenti su un pianeta o altro corpo celeste. "ISRU è una tecnologia importante di cui dobbiamo essere pionieri per rendere possibile l'esplorazione sostenibile, "dice il dottor Aidan Cowley, Consulente scientifico dell'ESA. "Tutti gli approcci dovrebbero essere esaminati, e in questo contesto, Il lavoro di Benjamin aggiunge preziose informazioni sui processi biologici per tali applicazioni".

L'ESA e la NASA hanno già indicato che vorrebbero sviluppare ulteriormente le idee di Lehners. "Quindi chi lo sa, forse questo piano diventerà realtà un giorno, "dice con orgoglio.