Mars'a göç etmek mi istiyorsunuz? Algler en iyi öncü olabilir!
Yıldızlarla dolu gökyüzüne bakarken, insanlar evrenin enginliğine ve gizemine hayran kaldıklarında ve hayran olduklarında, dünya gibi engin derinliklerde zeki yaşam formları olup olmadığını merak ediyorlar mı?
Yakın zamanda, Mars'ta bir sıvı su gölünün keşfiyle ilgili bir bilim haberi teknoloji çemberini patlattı (Şekil 1). Bir süredir, "Mars'ta hayat olabilir" ve "Mars göçü bir rüya değildir" gibi sözler, sosyal açıdan sıcak noktalar haline geldi.
Şekil 1 Mars bir sıvı su gölü buldu (İnternetten alınan resim)
Su hayatın kaynağıdır. Mars'ta sıvı su gölünün varlığı, dünya dışı yaşama sahip olabileceğini gösteriyor. Peki uzaylı hayatı neye benziyor? Bu, esas olarak yabancı gezegenin çevresine bağlıdır. Mars söz konusu olduğunda, güçlü radyasyonu, düşük oksijeni ve düşük basıncı, dramatik sıcaklık değişiklikleri ve ıssız ve kumlu çevre özellikleri, Dünya'nın ilk karalarına en yakın olanlardır (Şekil 2), Dünya'nın ilk dönemlerinde (2,5 milyar yıl önce) sadece bazı aşırı çevresel mikroorganizmalar vardı. Bir tür ekstremofil olan algler okyanusta çoğalır ve CO2'yi emip O2 salgılamak için fotosentez kullanır. Uzun bir sürecin ardından, dünya atmosferinin oksijen içeriği kademeli olarak sıfırdan% 1'in üzerine çıkar, bu da gelişmiş bir yeryüzüdür. Yaşamın evrimi (mantarlar, bitkiler, hayvanlar vb.) Gerekli maddi koşulları sağlar (Şekil 3).
Şekil 2 Mars'ın mevcut ortamı ile dünyanın ilk dönemlerinin karşılaştırması (İnternetten alınan resim)
Şekil 3 Alglerin ortaya çıkışı, erken dünya atmosferinin oksijen içeriğini artırdı ve daha yüksek organizmaların evrimini teşvik etti (İnternetten alınan resim)
Tablo 1 Mars atmosferi ile Dünya atmosferi arasındaki kompozisyon ve basıncın karşılaştırılması
Mars yüzeyindeki mevcut atmosferik ve diğer çevresel koşullara göre (Tablo 1), ileri yaşam formlarını destekleme olasılığı düşüktür.Bu nedenle, Mars yaşamı var olsa bile, bazı aşırı çevresel mikroorganizmalar olabileceği ve aşırı çevresel siyanobakterilerin aday organizmalardan biri olabileceği sonucuna varılabilir ( Şekil 4). Mevcut dünyada, Mars'ın çevre koşullarına en yakın bir alan, yani yerden 20-100 kilometre uzaklıktaki bitişik alan da var. Şu anda, Çin Bilimler Akademisi, yakın uzaydaki olası organizma gruplarını inceliyor ve bu, Mars'taki olası yaşam biçimlerini anlamak için referans önem taşıyor.
Şekil 4 Aşırı alg Chroococcidiopsis sp.
Marslı göç konusunda gelişmiş fırlatma araçlarının geliştirilmesine ek olarak en önemli şey göçmenler için istikrarlı bir yaşam destek sistemi sağlamaktır. Kısa süreli insanlı uzay uçuşunun yalnızca gerekli yiyecek, oksijen ve diğer malzemeleri taşıması gerekir, ancak 50 günden fazla uzun vadeli insanlı uzay uçuşu taşıma malzemeleri uygun maliyetli değildir ve rejeneratif yaşam destek sistemlerine dayanmalıdır (Şekil 5).
Şekil 5. Tedarik yöntemi (doğrudan ulaşım ve rejenerasyon sistemi) ile uzay uçuşu için gerekli astronotların uçuş süresi (Jones ve Kliss. ASR 2010'dan alıntılanmıştır) arasındaki ilişki
Algler, rejeneratif bir yaşam destek sistemi oluşturmada önemli avantajlara sahiptir:
Ayrıca fotosentez yapar, CO2'yi sabitler, O2 salgılar ve bir astronot için oksijen sağlar. 13-15 metrekare daha yüksek bitki dikmek gerekir ve sadece 1m³ alg aynı eşdeğer oksijeni elde edebilir, bu da büyük ölçüde yerden tasarruf sağlar.
Alg biyokütlesinin kuru ağırlığı, besinler açısından zengin olan doymamış yağ asitleri ve algal polisakkaritlerin yanı sıra% 50'den fazla protein içerir.
Algler, malzeme geri dönüşümünü gerçekleştirmek için nitrojen ve fosfor içeren atık suyu arıtabilir.
Alg kültürü, astronotlara başka yöntemlerle elde edilmesi son derece zor olan hayvan proteinleri sağlamak için balık ve diğer su ürünleri yetiştiriciliği ile birleştirilebilir.
Bu nedenle, suda yaşayan biyolojik birimler inşa etmek için bir üretici olarak yosun kullanımı, verimli yaşam destek sistemleri için her zaman mükemmel tasarım şemalarından biri olmuştur.
Dünya yerleşimcileri Mars'a vardıktan sonra, uzun vadeli hayatta kalmak için Mars üssüne güvenmek zorundadırlar. Yenileyici yaşam destek sistemine ek olarak, sürdürülebilir kalkınma için Mars'ın yerel kaynaklarının da geliştirilmesi ve kullanılması gerekiyor, alglerin önemli bir öncü rol oynaması beklenebilir. Dünya ile karşılaştırıldığında, Mars düşük bir manyetik alana, ince bir atmosfere ve ozon tabakasından yoksunluğa ve şiddetli kozmik radyasyona sahiptir.Mars yüzeyindeki üslerin inşası katı radyasyondan korunma önlemlerine sahip olmalıdır (Şekil 6) veya doğrudan yeraltında üsler inşa etmeyi seçmelidir.
Şekil 6 Mars üssünün tasarımı (İnternetten alınan resim)
Mars'ın basıncı, dünyanın atmosfer basıncının sadece% 0,7'si olduğu için, taban da kapalı bir sistem olmalıdır. Enerji, güneş ışığını fotovoltaik hücrelerden toplayarak sağlanabilir ve su kaynağı Mars'ın kutuplarındaki buz veya sıvı su olabilir.Yaşayan sistemde eksik olan, organizmaları oluşturmak için gereken büyük miktarda C, N ve P elementleridir. Bir Mars üssü için gerekli olan C ve N elementleri nasıl bulunur? Cevap, Mars atmosferinde yatıyor. Mars atmosferinin bileşimini ve dünya atmosferini karşılaştırdığımızda, Mars atmosferinin C ve N elementleri açısından zengin olduğunu bulacağız (Tablo 1). Şu anda, Mars atmosferini bir makine aracılığıyla dünyanın atmosfer basıncına yakın olacak şekilde sıkıştırmak ve daha sonra Mars atmosferindeki CO2'yi sabitlemek için yosunlar ve bitkiler gibi fotosentetik organizmaları kullanmak, böylece karbonhidratları sentezlemek ve salmak için Mars üssünün C döngüsüne eklenebilir. Oksijen; Ek olarak siyanobakteriler, Mars atmosferindeki N'yi sabitlemek (Şekil 7), Mars bazının N döngüsüne katılmak ve protein sentezi için temel bir temel sağlamak için kullanılabilir.
Şekil 7 N2'yi sabitleyen algler
Algler tarafından sentezlenen organik madde ve oksijenle, fosfor ve potasyumu çözme gibi işlevlere sahip bazı bakteriler rol oynayabilir, sert Mars kayalarından yaşam aktiviteleri için daha gerekli elementleri serbest bırakarak temel malzemeyi daha bol hale getirebilir. Ek olarak, gelecekteki Mars üslerinde daha büyük rol oynayabilecek bazı özel algler vardır: Örneğin, İsrail'deki Negev Çölü'nden ayrılan bir siyanobakteri olan Matteia, Mars kayalarının kalsiyum karbonatını bozarak CO2 salabilir, C döngüsüne katılabilir ve artabilir. Organik madde içeriği; yeryüzünün çöllerinde oluşan bazı yosun biyolojik kabukları, yıpranmış kaya kalıntılarının toprak oluşumunu büyük ölçüde teşvik edebilir ve aynı zamanda toprak verimliliğini artırabilir, toprak yapısını iyileştirebilir ve daha yüksek bitkilerin ekimi için verimli toprak sağlayabilir. Araştırmacı Liu Yongding'in Çin Bilimler Akademisi Hidrobiyoloji Enstitüsü'nden ekibi, çölleşmiş toprağı kontrol etmek için çöl yosunu kabuğu teknolojisini kullanan bir teknoloji geliştirdi ve Kuzey Çin'de 245.000 dönümlük çölü yemyeşil otlaklara dönüştürerek bunu tanıttı. Buna dayanarak, araştırmacı Liu Yongding, Mars'ın yüzeyini dönüştürmek için çöl yosunu kabuklarını kullanmayı önerdi ve İngiliz Uzay Biyolojisi Akademisi başkanı Profesör Cockell tarafından büyük övgüyle karşılanan cesur terraforming fikrini teşvik etti. Bu nedenle algler, Mars üssünün malzeme döngüsü ve çevresel dönüşümünde öncü tür olarak kullanılabilir.
Dünyanın jeolojik evrim tarihinde, olağanüstü algler önemli bir rol oynamıştır. Yeryüzü ıssızlıktan refaha gitmiş ve insanlık için rahat bir yuva haline gelmiş olan tam da alglerin hareketinden dolayıdır. Gelecekte, insanlığın Mars'a ve hatta daha ileri gezegenlere gittiği "Nuh'un Gemisi" nde mutlaka yosun gibi öncüler getireceğiz!
