Биопластиковые убежища поддерживают рост водорослей в условиях, подобных марсианским

Крупный план биопластикового убежища с водорослями. Автор: Wordsworth Group / Harvard SEAS

Если человечество когда-нибудь захочет жить за пределами Земли, ему придётся строить обитаемые сооружения. Однако транспортировка промышленных материалов для создания таких пространств была бы крайне сложной и дорогостоящей. Исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS) предлагают альтернативу — биологический подход.

Международная команда учёных под руководством Робина Вордсворта, профессора экологических наук и инженерии, а также наук о Земле и планетах, продемонстрировала возможность выращивания зелёных водорослей внутри биопластиковых убежищ в условиях, имитирующих марсианские. Эти эксперименты — первый шаг к созданию устойчивых космических сред обитания, не требующих доставки материалов с Земли.

«Если у вас есть убежище из биопластика, в котором растут водоросли, эти водоросли могут производить ещё больше биопластика, — объясняет Вордсворт. — Таким образом, вы получаете замкнутую систему, способную к самоподдержанию и даже росту со временем».

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Выращивание водорослей в марсианских условиях

В лабораторных экспериментах, воссоздающих разрежённую атмосферу Марса, команда Вордсворта вырастила распространённый вид зелёных водорослей Dunaliella tertiolecta. Водоросли успешно развивались внутри 3D-печатной камеры роста из биопластика (полилактида), который блокировал УФ-излучение, но пропускал достаточно света для фотосинтеза.

Водоросли содержались при давлении 600 Паскалей (в 100 раз ниже земного) и в среде, богатой углекислым газом, в отличие от земной атмосферы с преобладанием азота и кислорода.

Биопластиковое убежище внутри планетарной камеры. Автор: Wordsworth Group / Harvard SEAS

Жидкая вода не может существовать при таком низком давлении, но биопластиковая камера создала градиент давления, стабилизирующий воду внутри. Эти эксперименты указывают на потенциал биопластиков как ключевого элемента возобновляемых систем поддержания жизни в безжизненной среде.

Демонстрируемая концепция ближе к естественному росту организмов на Земле и контрастирует с промышленным подходом, требующим дорогостоящих материалов.

Жизнь людей в космосе

Ранее команда Вордсворта показала возможность локального терраформирования Марса с помощью силикатных аэрогелей, имитирующих парниковый эффект Земли для поддержки биологического роста.

Комбинация экспериментов с водорослями и аэрогелями могла бы решить проблемы температуры и давления для растений и водорослей, открывая путь к внеземному существованию, отметил Вордсворт.

Следующим шагом станет тестирование убежищ в вакууме (актуально для Луны и дальнего космоса), а также разработка замкнутой системы производства биопластика.

«Концепция биоматериальных убежищ принципиально интересна и может поддерживать жизнь людей в космосе, — сказал Вордсворт. — По мере развития эта технология принесёт пользу и для устойчивого развития на Земле».

Подробнее: Robin Wordsworth, Biomaterials for organically generated habitats beyond Earth, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adp4985. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adp4985

Источник: Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences