Lidé o kolonizaci Marsu mluví desítky let. Dobývání rudé planety se od poloviny minulého století tradičně stává námětem filmů i knih. Ale ve skutečnosti to je pro lidi jedna z největších a nejobtížněji překonatelných technologických výzev. Obrovské jsou nároky na konstrukci rakety, palivo i na odvážné astronauty, kteří se do hlubin vesmíru pustí. Nicméně dostat je tam je jen polovina úspěchu. Složitější bude dopravit je zpět. Výzkumníci si však myslí, že by kosmonautům mohli pomoct speciálně geneticky upravení mikrobi.
Technici v NASA i SpaceX se budou snažit dostat člověka na Mars už v průběhu příštích desetiletí. Jenže největší oříšek pro ně představuje způsob, jakým by dokázali vynést nad zemskou atmosféru tolik paliva, aby to stačilo na návrat. Takové množství totiž něco váží. Ke zvednutí větší váhy je potřeba ještě víc paliva a tak dále, až se výpočet spotřeby dostává na 30 tun pohonné hmoty. Také to celý proces prodražuje - jen tato část cesty vyjde na osm miliard dolarů. Navíc váha komplikuje přistání na obou planetách.
Methan z ledovce
Proto se Národní úřad pro letectví a vesmír snaží najít způsob, jak vyrábět alespoň část potřebného paliva během pobytu na Marsu z dostupných surovin. Planeta jako taková je dost pustá a červený písek se neukázal jako kvalitní zdroj, takže výzkumníci obrátili svou pozornost na atmosféru. Ta se na Marsu skládá z 95 procent z oxidu uhličitého. Tento poznatek spojili vědci se skutečností, že se tam na několika ledových čepičkách nachází zmrzlá voda.
Tím pádem by se na planetě měly dát nasbírat obě ingredience, jež jsou zásadní při výrobě uhlovodíkového paliva pro raketu. Zbývá dovézt pouze tekutý kyslík, který podpoří spalování. K nejambicióznějším plánům NASA patří nápad na Marsu pomocí elektrolýzy extrahovat z vody kyslík a vodík, pak vyvolat Sabatierovu reakci, během níž se vodík spojí s místním oxidem uhličitým a vznikne methan, který pak bude pohánět raketu.
Nicméně tahle technologie zatím není vzhledem k množství potřebného plynu dostatečně efektivní – více by se vyplatilo vzít si s sebou methan ze Země a na Marsu jen pomocí elektrolýzy získat z atmosféry kyslík. Jenže to by pořád znamenalo táhnout do vesmíru sedm a půl tuny paliva a tunu přístrojů.
Pohon na sinice
Výzkumníkům z Georgijského technického institutu se však podařilo objevit novou strategii, kterou publikovali v časopise Nature Communications. Jedná se o použití geneticky upravených mikrobů, kteří by dokázali vyprodukovat veškeré palivo a kyslík nutný k návratu z rudé planety. „Oxid uhličitý je jeden z mála dostupných zdrojů na Marsu,“ přiznává Nick Kruyer, hlavní autor studie v tiskové zprávě. „Naštěstí živé organismy umí výborně měnit CO2 na užitečné věci, takže mikrobi budou dobrými výrobci paliva,“ dodává.
Vědci navrhují postavit fotobioreaktory o velikosti čtyř fotbalových hřišť. Většinu této plochy zaberou průhledné trubky naplněné tekutinou, kde se budou pěstovat fotosyntetické sinice. Jednobuněčné řasy sice umí tvořit palivo, ale dělají ho jen malé množství. Takže se samy stanou pohonem pro další reaktor, který jejich buňky a enzymy rozloží na jednoduché cukry. Ty nakrmí další bakterie – E. coli, jež jsou známé jako střevní symbionti člověka a používají se jako modelový organismus v mnoha experimentech. V tomto případě však vědce zajímá jejich schopnost fermentovat 2,3-butandiol.
Na Zemi se z této látky běžně vyrábí guma, ale materiál moc dobře nehoří, což se podstatně vylepší v prostředí s nízkou gravitací. Na rudé planetě, jejíž přitažlivost se rovná 38 procentům té zemské, toto palivo dokáže nastartovat raketu a také spolkne méně kyslíku než methan. „Na Marsu potřebujete ke vzletu mnohem méně energie než zde, což nám umožňuje využít i jiné chemikálie, které bychom normálně nepovažovali za vhodný pohon,“ říká Pamela Peralta-Yahya, která výzkum vedla.
Bakterie nesmí uniknout
Během celého procesu se zároveň uvolní 44 tun kyslíku navíc, což řeší i dýchání na vesmírné stanici. Jediným nedostatkem systému je, že pokud by ho technici stavěli za pomocí současných nejvyspělejších technologií, budou potřebovat vzít s sebou na Mars 2,8krát víc materiálu, než kdyby použili původní strategii NASA. Jakmile by se však podařilo tam zařízení dostat, spotřebovalo by o 32 procent energie méně. Zásobovací mise by navíc pokaždé dopravovaly na planetu pouze 3,7 tuny živin a chemikálií namísto 6,5 tuny methanu.
Modelové studie dokazují, že pokud by se biologický proces dál optimalizoval a pokud by se povedlo vyrobit systém z odlehčených materiálů, byla by nakonec nová technologie o 13 procent lehčí než řešení od NASA a současně by i měla o 59 procent menší spotřebu energie.
V důsledku však největší překážku ve vývoji nového systému představují vnitřní regulace NASA, které zakazují dovážet mikroby na povrch Marsu v obavách z kontaminace zdejšího ekosystému. Proto se výzkumníci museli zavázat k vytvoření skutečně spolehlivého a nepropustného způsobu skladování bakterií, než o uskutečnění jejich nápadu začne někdo reálně uvažovat.
Nicméně vědci jdou s optimistickými představami ještě dál – myslí si, že jednou se lety na Mars stanou pravidelnou záležitostí. Proto tvrdí, že je přímo nutné najít způsob, jak soběstačně vyrábět palivo z lokálních zdrojů. A jako lidé ho nemusíme sami vytvořit, protože bakterie to už udělaly za nás. Mění vodu a oxid uhličitý na jiné látky od doby, kdy vznikl život na dosud pusté planetě Zemi. A proto si zaslouží být členy posádky, která bude dobývat další nehostinné světy.
