Dnes se opět seznámíme s jedním projektem, který agentura NASA podpořila v rámci programu NIAC. Jeho úkolem je podpořit výzkum a rozpracování zajímavých nápadů, jejichž praktické uplatnění se nedá očekávat v nejbližších letech. S trochou nadsázky můžeme říct, že program NIAC má z celého širokého oboru kosmonautiky asi nejblíže ke sci-fi příběhům. Dnes se podíváme na projekt zvažující detoxikaci Marsu, aby mohl být snáze kolonizován. A protože program NIAC sdružuje opravdu originální nápady, tak se zmíněnou detoxikací by měly pomoci mikroorganismy.

Voda je pro lidské přežití nezbytná. Její význam pro udržitelný pilotovaný průzkum mimo Zemi je nenahraditelný. Naštěstí Mars má dost vody ve formě ledu na to, aby mohl podpořit průzkumné plány lidstva. Bohužel však tato voda není čistá, ale kontaminována jedovatými chloristany. Zmíněné chloristany a chlorečnany jsou silnými oxidačními činidly, takže působí korozivně a i při nízkých koncentracích škodí lidskému zdraví. Je proto nezbytné marsovskou vodu detoxikovat a zbavit těchto kontaminací, než bude použita k výrobě pohonných látek, potravin, či přímé lidské spotřebě. Rozsah předpokládané spotřeby vody na Marsu zdůrazňuje nedostatky tradičních přístupů k čištění vody. Ty buďto potřebují velké množství spotřebního materiálu, vysoký odběr elektrické energie, nebo předzpracování vody.

A co kdyby chloristany prostě jen tak zmizely? Právě takové inovativní řešení navrhli experti vedení Lynn Rothschild z Ames Research Center. Návrh využívá toho, že redukce chlorečnanů a chloristanů na chloridy a kyslík je termodynamicky výhodná, i když pomalá. Odborníci proto předložili návrh regenerativního systému redukce chloristanů, který využívá syntetickou biologii k využití a zdokonalení přírodních bakterií redukujících chloristany. Tyto pozemské mikroorganismy nejsou přímo vhodné k použití na Marsu, ale jejich geny pcrAB a cld, které katalyzují redukci chloristanů na chloridy a kyslík již byly objeveny a dobře popsány. Návrh vychází z předešlé práce studující bakterie redukující chloristany tím, že tuto metodu redukce chloristanu vloží do kmene 168 Bacillus subtilis, který se již osvědčil při kosmických letech. Toto řešení má být vysoce udržitelné a škálovatelné. Na rozdíl od tradičních přístupů k čištění vody chloristany nefiltruje a nevypouští do okolí, ale přímo odstraňuje.

Ve schválené fázi I programu NIAC mají vědci zjistit, zda je navržený postup realizovatelný pomocí těchto úkolů.

1. Vložit geny PcrAB a cld do B. subtilis 168 pod kontrolou pVeg, testovat a kvantifikovat účinnosti redukce chloristanů za modelových podmínek.
2. Vyvinout kmeny B. subtilis, které vylučují enzymy pro testování intra- a extracelulární účinnosti.
3. Provést studii porovnávající výsledky biologické detoxikace vody pomocí bodů 1 a 2 s tradičními přístupy z hlediska hmotnosti, výkonu a času posádky.
4. Vypracovat plán využití této technologie v pilotovaných misích na Mars. Vývoj detoxikační biotechnologie povede také k účinnějším řešením přirozené a průmyslové kontaminace chloristany na Zemi. Metoda také otevře cestu k širšímu využívání biologických postupů namísto průmyslových k řešení environmentálních problémů. To ve výsledku může podnítit další inovace pro další pozemské environmentální výzvy, jako je změna klimatu. Systém má být realizován v podobě inertních, sušených spor, které zůstanou stabilní při pokojové teplotě po dobu několika let. Po příletu na Mars budou spory rehydratovány a pěstovány v bioreaktoru, který splňuje normy planetární ochrany. Voda z Marsu bude zpracována bioreaktorem, aby se dosáhlo redukce chloristanů. Zpracovanou vodu pak lze podle potřeby použít nebo dále čistit.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/01/2024-ph-i-rothschild-graphic.png