Wkrótce na Księżyc. Potem — Mars. A dalej? Coraz więcej wskazuje na to, że nie silniki rakietowe, a biotechnologia może być najważniejszym sposobem spełnienia ludzkiego marzenia o długotrwałej obecności człowieka poza Ziemią. Glony produkujące tlen, grzybnia chroniąca przed promieniowaniem, mikroby przetwarzające odpady — to właśnie technologie, które pomogą nam osiągnąć nasze cele.
Potencjał biotechnologii jest ogromny – wszystko to może uczynić astronautów mniej zależnymi od dostaw z Ziemi i otworzyć nowe rozdziały w historii eksploracji kosmosu. Od czasu ostatniego spaceru po Księżycu minęło ponad 50 lat. Program Artemis ma to zmienić, a za jego plecami stoją nie tylko państwowe agencje, ale też szybko rozwijające się firmy prywatne. Zmienia się jednak coś jeszcze: nasze podejście do przetrwania w kosmosie. Dotychczasowe systemy podtrzymywania życia sprawdzały się na ISS czy w krótkich misjach, ale są zbyt zasobochłonne, by mówić o kolonizacji Marsa czy o stałych bazach księżycowych.
Wszystko to wymaga zmiany paradygmatu. Stąd właśnie mówimy o zwrocie ku biotechnologii.
Dotychczas astronauci polegali na filtracji chemicznej i mechanicznym recyklingu. Owe metody są skutecznie, ale też... uzależnione od dostaw z Ziemi. A to oznacza: paliwo, koszt, logistykę. Biotechnologia oferuje coś znacznie lepszego – samowystarczalność, możliwość adaptacji: wszystko to, co pozwoliło nam być panami na Ziemi. To ogromna szansa na stworzenie autonomicznych systemów wspierających życie – takich, które ewoluują, adaptują się i współistnieją z człowiekiem.
Systemy oparte na mikroorganizmach i roślinach mogą oczyszczać powietrze, przetwarzać odpady i produkować żywność. Dajmy na to glony, które podczas fotosyntezy pochłaniają dwutlenek węgla i produkują tlen, jednocześnie będąc źródłem białka i składników odżywczych. Wydajne bioreaktory z algami mogłyby funkcjonować na pokładzie statków kosmicznych, tworząc zamknięty, żywy ekosystem. Co więcej, odpowiednio zmodyfikowane szczepy mogą produkować konkretne związki chemiczne – np. witaminy, enzymy i inne potrzebne nam substancje.
Po co nam grzybnia? Można powiedzieć, że jest ona "systemem korzeniowym grzybów". Może służyć jako lekka, samodzielnie naprawiająca się osłona przed promieniowaniem jonizującym. NASA bada już możliwość jej zastosowania w "hodowli" habitatów na Marsie. Cegły z grzybni (Widzicie? Grzybnia wcale nie musi kojarzyć się z wyrazem podobnym do dawnego, uznawanego dziś za wulgarnego określenia rozpłodowego wieprza!) rosnące na miejscu, mogą ograniczyć potrzebę transportowania ciężkich materiałów budowlanych z Ziemi. Taka grzybnia może reagować nawet na uszkodzenia mechaniczne i samodzielnie je naprawiać. Niesamowite.
Aby technologia mogła zostać wdrożona w kosmosie, musi przejść całkiem długą drogę: od testów laboratoryjnych, przez dostosowanie sprzętu do mikrograwitacji, aż po tak potrzebne nam eksperymenty na ISS oraz lądownikach księżycowych. Mikrobiologia kosmiczna również wymaga infrastruktury: autoklawów, klinostatów, okapów laminarnych i komór próżniowych. Testy muszą uwzględniać nie tylko odporność na promieniowanie, ale też wstrząsy, zmiany temperatury i długotrwałą ekspozycję na mikrograwitację.
Na tym polu odnosimy już ważne sukcesy. W ciągu ostatnich lat udało się skrócić czas od testów na Ziemi do eksperymentów orbitalnych z 10 lat do... zaledwie roku. Tak otwieramy szeroko drzwi startupom i zespołom badawczym z całego świata. Dzięki nowym modelom współpracy z sektorem komercyjnym coraz więcej firm może wynosić swoje eksperymenty na orbitę. Ładunki testowe, które kiedyś musiały czekać latami, dziś mogą trafić na pokład rakiety w ciągu kilku miesięcy.
Nie tylko tlen i jedzenie
Nowoczesna biotechnologia to także inżynieria genetyczna. Algi i bakterie można zmodyfikować tak, by wytwarzały substancje prozdrowotne, włókna tekstylne lub nawet minerały. Możliwe jest też przetwarzanie strumieni odpadów w użyteczne zasoby. Dodatkowo mikroorganizmy mogą pełnić funkcje sprzyjające ludzkiego ustrojowi – bakterie w mikrograwitacji zachowują się agresywniej, dlatego potrzebne są biomateriały przeciwbakteryjne do statków i skafandrów. Trwają prace nad nanopowłokami i samoczyszczącymi materiałami, które ograniczą rozwój niebezpiecznych mikrobów.
Biologia syntetyczna może także odegrać rolę w psychologicznym wsparciu astronautów. Możliwość „uprawy” jedzenia, kontakt z żywymi organizmami, a nawet możliwość personalizacji diety dzięki modyfikowanym mikroorganizmom – to elementy, które mogą całkiem skutecznie przeciwdziałać alienacji i stresowi. Aczkolwiek musimy mieć świadomość, że nic nie zastąpi kontaktu z ludzkością. Pionierzy nie będą mieć lekko.
Czytaj również: SpaceX udowadnia, kto rządzi w kosmosie. Czy konkurencja ma w ogóle jakieś szanse?
Regulacje i finanse
Agencje kosmiczne muszą opracować jasne regulacje testowania nowych technologii, podobne do ścieżek zatwierdzania leków. Obecnie zbyt często projekty biotechnologiczne muszą się "wciąć" w istniejące kategorie grantowe – a to ze względu na specyfikację tychże, ogranicza ich użyteczność. Długotrwała obecność człowieka poza Ziemią wymaga czegoś więcej niż stal i chemia. Potrzeba żywych, inteligentnych systemów – odpornych, regenerujących się, reagujących na zmiany. Potrzeba... życia, które wspiera życie. W tym kontekście biotechnologia nie będzie dodatkiem do misji kosmicznych, ale ich... podstawą.
To wszystko może sprawić, że nie będziemy tylko gośćmi w kosmosie – lecz jego częścią. Być może za kilkadziesiąt lat pierwsze kolonie na Marsie nie będą zawdzięczać przetrwania inżynierii mechanicznej, lecz właśnie glonom, grzybom i genom zmodyfikowanym na Ziemi. Oby tak się stało.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
