В потенциальном прорыве для космических исследований ученые успешно вырастили водоросли в условиях, имитирующих марсианские, используя камеры из биоразлагаемых пластиков. Этот эксперимент приближает человечество к долгосрочной колонизации других планет.

С ростом интереса к миссиям на Марс перед наукой встает вопрос: как обеспечить жизнь в космосе без постоянных поставок ресурсов с Земли? Команда исследователей под руководством Робина Вордсворта из Гарвардского университета доказала, что зеленые водоросли не только выживают, но и активно размножаются в биопластиковых конструкциях, воссоздающих суровые условия Красной планеты.

«Если ваш космический модуль состоит из биопластика, внутри которого растут водоросли, эти водоросли могут производить новый биопластик, — пояснил Вордсворт в заявлении. — Так формируется замкнутая система, способная поддерживать себя и даже развиваться со временем».

Эксперимент в марсианских условиях

В лабораторных тестах ученые культивировали водоросли Dunaliella tertiolecta внутри 3D-печатной камеры из полимолочной кислоты — биоразлагаемого пластика природного происхождения. Камера имитировала разреженную атмосферу Марса, где давление составляет менее 1% от земного, а уровень углекислого газа крайне высок.

Несмотря на экстремальные условия, водоросли смогли осуществлять фотосинтез. «Мы показали, что пригодные для жизни условия можно поддерживать во внеземных средах, используя только биологические материалы, — пишут авторы в статье, опубликованной в журнале Science Advances. — Это важный шаг, но для долгосрочного поддержания экосистем за пределами Земли предстоит решить множество задач».

Успех эксперимента стал возможен благодаря двум ключевым факторам:

1. Защита от радиации: биопластиковый корпус блокировал ультрафиолетовое излучение, сохраняя прозрачность для света, необходимого водорослям.
2. Стабилизация воды: Ученые создали внутри камеры перепад давления, позволивший воде оставаться в жидком состоянии, что критично для биологических процессов.

Перспективы для космоса и Земли

Биопластики, в отличие от традиционных материалов, можно производить и перерабатывать непосредственно на месте, что снижает зависимость от земных ресурсов. Команда Вордсворта также объединила эту технологию с разработанными ранее аэрогелями на основе кремнезема, которые регулируют температуру и давление. Такой симбиоз приближает создание автономных космических станций.

Следующий этап — испытания биопластиковых систем в условиях лунного вакуума и глубокого космоса. «Биоматериалы принципиально меняют подход к жизни в космосе, — подчеркивает Вордсворт. — А их разработка может привести к прорывам в устойчивых технологиях на Земле».

Земные преимущества
Исследования в области биопластиков уже сейчас стимулируют развитие экологичных материалов, способных заменить обычный пластик. Замкнутые системы рециклинга, подобные космическим, могут сократить объем отходов и повысить автономность удаленных поселений на нашей планете — от Арктики до пустынь.

Будущее миссий
Ученые прогнозируют, что первые биопластиковые модули могут быть отправлены на Марс уже в 2040-х годах в рамках подготовки к прибытию человека. Параллельно отрабатываются методы интеграции водорослей в системы жизнеобеспечения: помимо производства кислорода и биопластика, они могут служить источником пищи для космонавтов.

«Мы находимся на пороге эры, где внеземные колонии будут строить себя сами, — заключает Вордсворт. — Это не научная фантастика, а результат расчетливой инженерии и веры в силу биологии».