Лунные города из бактерий: как микробы построят будущее на Луне

Идея колонизации Луны захватывает воображение, но доставка стройматериалов с Земли чрезвычайно дорога. Решением могут стать уникальные бактерии, способные производить природный цемент прямо на месте, используя лунный грунт. Этот подход обещает революционизировать строительство в космосе.

Строительство на Луне с помощью бактерий: новый подход

Ученые обратили внимание на бактерию вида Sporosarcina pasteurii. Этот микроорганизм известен своей способностью запускать процесс, называемый биоцементацией.

Процесс биоцементации

Sporosarcina pasteurii выделяет фермент уреазу.

Уреаза расщепляет мочевину (вещество, присутствующее в отходах жизнедеятельности).

Эта реакция повышает pH окружающей среды.

В щелочной среде, при наличии ионов кальция, образуется карбонат кальция (CaCO3).

Карбонат кальция — это, по сути, природный цемент, известный нам как известняк или мрамор. Он может связывать частицы лунного грунта (реголита), создавая прочные строительные блоки. А также его можно использовать как герметик для ремонта трещин в уже существующих конструкциях.

Преимущества био-строительства

Использование бактерий для строительства на Луне имеет несколько ключевых преимуществ:

1. Использование местных ресурсов (ISRU): Главный компонент — лунный реголит — уже находится на Луне. Нужно доставить лишь сами микроорганизмы, питательные вещества (мочевину) и источник кальция, что значительно легче и дешевле, чем везти тонны цемента или готовых блоков.
2. Снижение затрат: Стоимость запуска каждого килограмма груза в космос очень высока. Минимизация массы доставляемых материалов — критически важный фактор для лунных миссий.
3. Самовосстановление: Теоретически, структуры, содержащие живые или спящие бактерии, могут “самозалечиваться”. При появлении трещины и попадании в нее необходимых веществ (например, воды и питательной среды) бактерии могут активироваться и зацементировать повреждение.

Текущие исследования и вызовы

Исследователи, такие как Бенджамин Ленер (Benjamin Lehner) и его коллеги, активно работают над этой технологией. В лабораторных условиях они смешивают имитатор лунного реголита с бактериями Sporosarcina pasteurii, мочевиной и хлоридом кальция. В результате получаются твердые, прочные образцы, напоминающие песчаник или бетон низкой марки.

Однако существуют и сложности:

Жизнеобеспечение бактерий: Микроорганизмам нужна вода, питательные вещества и защита от суровых лунных условий — вакуума, экстремальных температур и космической радиации.

Планетарная защита: Необходимо гарантировать, что земные микроорганизмы не загрязнят лунную среду и не будут представлять опасности при возвращении на Землю.

Масштабирование: Переход от лабораторных образцов к полномасштабному строительству требует решения инженерных задач по созданию биореакторов и систем доставки компонентов.

Будущее лунных баз

Несмотря на вызовы, перспективы использования бактерий в лунном строительстве выглядят многообещающе. Эта технология может быть использована для:

Создания посадочных площадок и дорог, чтобы уменьшить проблемы с лунной пылью.

Строительства жилых модулей и других сооружений.

Ремонта и обслуживания инфраструктуры.

Работа продолжается, и возможно, именно микроскопические помощники помогут человечеству сделать первые шаги к созданию настоящих городов за пределами Земли.

Источник