В то время как мир восхищается первыми изображениями и данными , поступающими в настоящее время от миссии НАСА «Настойчивость», ищущей признаки древней микроскопической жизни на Марсе, команда ученых UNLV уже усердно работает над следующим шагом: что, если бы мы могли однажды отправить людей на Красную планету?
Однако при отправке людей нужно учитывать многое. Людям-исследователям, в отличие от их коллег-марсоходов, для начала требуется кислород и пища. Это также занимает от шести до девяти месяцев — в обе стороны — только по времени в пути . А вот и сам воздух. Марсианский воздух примерно на 98% состоит из углекислого газа (для сравнения, земной — на долю 1%), а средняя температура воздуха составляет чрезвычайно холодную -81 градус.
Именно эти проблемы исследуют геохимик UNLV и научный сотрудник NASA Mars 2020 Либби Хаусрат и докторант Лина Сисил, эколог-микробиолог. И большая часть ответа? Водоросли.
«Экстремофильные водоросли» — это виды водорослей, известные своей способностью процветать в экстремальных условиях , таких как высокогорные заснеженные горы или гиперсоленые озера. Эти водоросли любят углекислый газ и могут использовать его для производства кислорода. Они также съедобны, богаты питательными веществами и быстро растут. Полезные характеристики экстремофилов позволяют им расти в самых негостеприимных условиях на Земле, возможно, даже в условиях, подобных марсианским.
«Если мы хотим осуществить долгосрочное исследование космоса с помощью людей, а не марсоходов и роботов, потребуется разработать самоподдерживающуюся систему жизнеобеспечения — пищу и воздух для дыхания», — говорит Сисил.
Хаусрат и Цисил входят в число немногих ученых, изучающих рост водорослей в условиях низкого давления и слабого освещения, наблюдаемых на Марсе, и изучают другие виды, чем предыдущие исследования.
Первые результаты многообещающие. На данный момент они идентифицировали три вида водорослей, которые демонстрируют значительный рост в экстремальных условиях. Они использовали вакуумную камеру низкого давления, чтобы имитировать атмосферное давление, характерное для Марса, и покрыли ее пластиной из закаленного стекла, чтобы пропускать свет в два раза меньше, чем на Земле.
Три штамма водорослей: Dunaliella salina, которая обычно встречается во всем мире в соленых озерах; Chloromonas brevispina, обитающая в снежном климате; и Chlorella vulgaris, в основном используемая в качестве белковой добавки или богатой белком пищевой добавки, которая часто встречается в естественных и искусственно созданных пресноводных и почвенных средах обитания.
«На самом деле мы были удивлены, что водоросли росли при таком низком давлении. Возможно, они процветают в этих экстремальных условиях на Земле, но атмосферное давление на Марсе значительно ниже, поэтому мы скептически относились к тому, каким может быть результат», — говорит Цисил.
Их выводы о росте при низком давлении были опубликованы в Frontiers of Microbiology , а еще одна публикация о выращивании водорослей при слабом освещении выйдет в начале 2023 года.
Команда стратегически изучает одну переменную за раз, чтобы точно понять, как каждая из них влияет на рост.
Они выделяют определенные черты у каждого вида водорослей, чтобы узнать, какая комбинация характеристик водорослей лучше всего подходит для Марса. Например, наличие водорослей, которые растут при низком давлении, потенциально более важно, чем рост при определенном типе освещения, потому что освещением легче управлять, чем давлением. Есть надежда, что лабораторные условия можно будет воссоздать в теплицах на поверхности Красной планеты.
«Понимание генетических адаптаций, которые позволяют водорослям расти, может помочь в разработке возможных систем жизнеобеспечения и потенциальных теплиц на Марсе», — говорит Хаусрат.
Хаусрат и Цисил уже работают с инженером НАСА над приложениями для своей работы. Их исследование показывает, что эти организмы могут производить кислород в количестве, сравнимом с тем, что необходимо людям для выживания, но инженеры будут теми, кто применит это на практике.
Дело о водорослях
Работа Хаусрата и Цисила является частью подготовки к будущему краткосрочному исследованию Марса людьми, где астронавты, а не марсоходы, будут проводить дальнейшие эксперименты и получать больше знаний о планете и ее истории. В конечном счете, эти визиты помогут определить, может ли Марс поддерживать человеческое жилье.
«Вы можете сравнить это с миссиями космической станции, прокладывающими путь к тому, что мы видим сейчас в коммерциализации космических полетов. Со временем коммерческие корпорации перенесут наши исследования в сторону пилотируемых долгосрочных космических путешествий и расширят их и то, что мы знаем. будет расти в геометрической прогрессии», — объясняет Цисил. «Мы учимся на образцах горных пород и почвы, которые возвращаются из миссии вездехода, но есть и другие вещи, которые мы не можем выполнить с помощью робототехники».
Теги: Марс, океан, растения
