NASA in collaborazione con altre importanti agenzie spaziali, prevede di inviare la prima missione umana su Marte nei primi anni '2030.
Gli astronauti su Marte avranno bisogno di ossigeno, acqua, cibo e altri materiali di consumo, e dovranno imparare a immagazzinarli o ottenerli su Marte, perché importarli dalla Terra sarà molto costoso. Per questo, gli scienziati hanno sviluppato per la prima volta una biotecnologia con l'aiuto della quale i cianobatteri di Anabaena possono essere coltivati solo con l'uso di gas marziani, acqua e altri nutrienti, nonché a bassa pressione. Ciò facilita notevolmente lo sviluppo di sistemi biologici sostenibili di supporto vitale.
I cianobatteri possono utilizzare i gas presenti nell'atmosfera marziana come fonte di carbonio e azoto. Inoltre, in condizioni marziane, i cianobatteri conservavano la loro capacità di crescere in acqua che conteneva solo polvere marziana. La nuova scoperta potrebbe contribuire a rendere le missioni di lunga durata su Marte uno sforzo ancora più conveniente.
I cianobatteri sono stati a lungo considerati candidati per fornire vita biologica nei voli spaziali. Tutti i tipi di batteri producono ossigeno attraverso la fotosintesi e i cianobatteri possono fissare l'azoto atmosferico in sostanze nutritive.
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La difficoltà però è che non possono crescere direttamente nell'atmosfera marziana, dove la pressione totale è inferiore all'1% di quella terrestre - da 6 a 11 GPa: troppo bassa per la presenza di acqua liquida, mentre la pressione parziale di gas azoto - da 0,2 a 0,3 GPa - questo non è sufficiente per il loro metabolismo.
Gli scienziati hanno sviluppato un bioreattore chiamato Atmos, in cui i cianobatteri possono riprodursi e vivere in atmosfere artificiali a bassa pressione. Atmos ha nove contenitori da 1 litro in vetro e acciaio, ognuno dei quali è sterile e può essere riscaldato e la pressione cambiata secondo necessità.
Gli autori hanno scelto il ceppo di cianobatteri azotofissatori Anabaena sp. PCC 7938, perché i test precedenti hanno dimostrato che faranno un uso particolarmente buono delle risorse marziane, oltre a riprodursi attivamente.
I ricercatori hanno concluso che i cianobatteri che fissano l'azoto e producono ossigeno possono essere coltivati su Marte a bassa pressione in condizioni controllate utilizzando solo ingredienti locali.
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