روشی جدید در تولید زیست اکسیژن در مریخ

دانشمندان به تازگی ایده‌ای برای تولید اکسیژن در مریخ ارائه کردند.تصویر فوق از باکتری لانه شده در رنگ زیرمیکروسکوپ است . (کرینگز و همکاران، دانشگاه ساری بریتانیا)
باکتری‌های ساکن بیابان که از نور خورشید تغذیه می‌کنند، دی اکسید کربن را ترشح می‌کنند و اکسیژن منتشر می‌کنند، می‌توانند در رنگی که هوای زیستگاهی در مریخ را تکمیل می‌کند، ترکیب شوند .

Chroococcidiopsis cubana نامیده می شود و دانشمندان پوشش زیستی ایجاد کرده اند که مقادیر قابل اندازه گیری اکسیژن را به صورت روزانه منتشر می کند و در عین حال میزان دی اکسید کربن موجود در هوای اطراف آن را کاهش می دهد. به گفته تیمی به سرپرستی سیمون کرینگز میکروبیولوژیست از دانشگاه ساری در بریتانیا، این نه تنها برای سفرهای فضایی بلکه در خانه روی زمین نیز پیامدهایی دارد.

سوزی هینگلی ویلسون از دانشگاه ساری می گوید : با افزایش گازهای گلخانه ای، به ویژه دی اکسید کربن ، در جو و نگرانی در مورد کمبود آب به دلیل افزایش دمای جهانی، ما به مواد نوآورانه، سازگار با محیط زیست و پایدار نیاز داریم.

پوشش‌های زیستی آماده و مستحکم مکانیکی یا «رنگ‌های زنده» می‌توانند با کاهش مصرف آب در فرآیندهای مبتنی بر بیوراکتور که معمولاً آب فشرده هستند، به مقابله با این چالش‌ها کمک کنند.»

Chroococcidiopsis یک گروهی کوچک عجیب و غریب از جانداران است. آن جاهایی روی زمین وجود دارند که فکر می کنید هیچ حیاتی نمی تواند زندگی کند، احتمالاً گونه ای از این باکتری را در آنجا پیدا خواهید کرد. این باکتری از نوع عجیبی از فتوسنتز استفاده می کند که می تواند از شرایط بسیار کم نور، با نوانایی بقای حتی برای مکان های تاریک، بهترین استفاده را ببرد. آنها در تاریکی کامل غارهای بسیار عمیق و در پوسته پایینی زمین در زیر اقیانوس یافت شده اند .

آنها گاهی اوقات در بیابان ها زندگی می کنند، در شرایطی که بی شباهت به شرایط مریخ نیست و مانند سایر سیانوباکترها، متابولیسم آن دارای برخی خواص مطلوب است. این باکتری CO 2 دریافت می کند تا از طریق فتوسنتز به ترکیبات آلی تبدیل سازد و اکسیژن به عنوان بخشی از این فرآیند آزاد می شود.

کرینگز و تیمش می خواستند پوشش زیستی ایجاد کنند که این ویژگی ها را مهار کند. اینها پوشش‌هایی مانند رنگ هستند که باکتری‌های زنده به صورت لایه‌هایی در آن گنجانده شده‌اند. آنها باید بادوام باشند، بدون اینکه حاوی موادی باشند که به باکتری های موجود در آن آسیب برسانند.

نمودار بالا نحوه ساخته شدن رنگ زیستی را نشان می دهد. ( Krings و همکاران، Microbiol. Spectr. ، 2023 )

این موضوع مشکل تر از آنست که به نظر می‌رسد: ماتریس پوشش زیستی باید متخلخل باشد تا امکان هیدراتاسیون و انتقال سلول را فراهم کند، ونیز از نظر مکانیکی قوی و سخت باشد. این تیم روشی را برای اختلاط لاتکس با ذرات نانورس ابداع کرد که به این ویژگی‌ها دست یافت و به طور ایمن باکتری‌های آنها را محصور کرد.گام بعدی این بود که مطمئن شویم که رنگ طبق خواسته کار می‌کند و میکروب‌های کوچک درون آن به زندگی شاد و کوچک خود ادامه می‌دهند. این تیم به مدت 30 روز پوشش آنها را زیر نظر گرقتند و میزان اکسیژن خروجی و ورودی CO 2 را اندازه گیری کردند .

آنها دریافتند که رنگ به طور مداوم اکسیژن را با سرعت 0.4 گرم اکسیژن در هر گرم زیست توده در روز آزاد می کند و این میزان برای کل ماه ثابت می ماند. به ازای هر کیلوگرم (35 اونس) رنگ تا 400 گرم (14 اونس) اکسیژن تولید می شود . علاوه بر این، رنگ CO2 را جذب کرد . محققان اختراع خود را رنگ زنده سبز نامیده اند.

این خروجی احتمالاً به تنهایی برای زیستگاه مریخ کافی نخواهد بود. تیمی از فضانوردان که به مدت یک سال در مریخ زندگی می کنند، به حدود 500 تن اکسیژن نیاز دارند . اما هر ذره اکسیژنی که می توان در محل سیاره سرخ مصرف کرد، میزان اکسیژن مورد نیاز ماموریت های فضایی برای ارسال به آنجا را با یک فضاپیما کاهش می دهد.

کرینگز می‌گوید: « کروکوکسیدیوپسیس فتوسنتز‌کننده فوق‌العاده‌ای برای زنده ماندن در محیط‌های سخت ، مانند خشکسالی و در تابش UV است. » این باعث می شود آنها نمایده ای مناسب برای مسکونی کردن مریخ باشند.

این تحقیق در Microbiology Spectrum  منتشر گردیده است .