Hoe maak je een basis op Mars? Simpel:je stuurt wat bacteriën naar de rode planeet en laat ze ijzer mijnen. Na een paar jaar, je stuurt menselijke kolonisten die het ijzer gebruiken om een ​​basis te bouwen. Dat, in een notendop, is het voorstel van Ph.D. kandidaat Benjamin Lehner van de Technische Universiteit Delft. Samen met Delftse collega's en onderzoekers van de ruimtevaartorganisaties ESA en NASA, Lehner heeft de afgelopen vier jaar gewerkt aan een uitgebreid plan voor een onbemande missie waarbij bacteriën worden gebruikt. Op vrijdag 22 november, hij zal zijn Ph.D. scriptie aan de TU Delft.

Stel dat je een basis op Mars wilt bouwen. Natuurlijk, je zou een raket kunnen laden met astronauten, gereedschappen en bouwmaterialen. Maar zo'n aanpak is erg duur, vanwege de astronomische kosten per kilo die gepaard gaan met ruimtelanceringen. Daarbovenop, mensen zijn slecht toegerust om de straling te weerstaan ​​waaraan ze worden blootgesteld tijdens de reis naar Mars en op het oppervlak van de rode planeet zelf. Ze hebben ook zuurstof en aanzienlijke hoeveelheden voedsel nodig en worden moe en ziek.

Onbemande capsule

Benjamin Lehner, een doctoraat student aan de Technische Universiteit Delft met een achtergrond in zowel nanotechnologie als biologie, heeft nu een plan bedacht waar de eerste jaren geen mensen bij betrokken zijn. Zijn plan elimineert ook de noodzaak om zware materialen naar Mars te sturen. In zijn proefschrift, Lehner stelt het gebruik van onbemande capsules voor die drie componenten bevatten:een rover, een bioreactor en een 3D-printer.

De rover is niet veel meer dan een schop op wielen. Tijdens de Dag, het schept de ijzerrijke bodem van Mars op (regoliet genoemd) en brengt het naar de bioreactor. Deze reactor is gevuld met bacteriën van de soort Shewanella oneidensis. "In zijn natuurlijke vorm, we kunnen niet veel van het ijzer in de Marsgrond gebruiken, " legt Lehner uit. "Maar S. oneidensis heeft het vermogen om een ​​deel van de grond in magnetiet te veranderen, een magnetisch oxide van ijzer."

Nadat de bacteriën hun werk hebben gedaan, het magnetiet kan worden geëxtraheerd met magneten. Met behulp van een techniek genaamd Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM), de 3D-printer zet de grondstof vervolgens om in schroeven, noten, ijzeren platen en andere voorwerpen - alles wat toekomstige kolonisten nodig hebben om een ​​basis op Mars te bouwen.

Enkele grote voordelen van bacteriën zijn dat ze zichzelf reproduceren, gemakkelijk en goedkoop te vervoeren zijn en dat ze grote hoeveelheden straling kunnen weerstaan. In het plan van Lehner, micro-algen voeden de bacteriën. Deze algen zetten zonlicht en CO . om ₂ van de atmosfeer van Mars naar voedingsstoffen en zuurstof. Ze produceren ook restafval, wat een belangrijke hulpbron zal zijn voor de eerste kolonisten van Mars, omdat het als compost kan worden gebruikt. De biominingreactor zelf produceert ook dergelijk organisch afval.

Risico op besmetting

Lehner en zijn team hebben berekend hoeveel ijzer één onbemande capsule met een reactor van 1400 liter zou kunnen produceren:zo'n 350 kilogram per jaar. "Na 3,3 jaar het zou meer ijzer produceren dan er in de capsule past, "zegt hij. "Door verschillende van deze onbemande modules naar Mars te sturen, we kunnen in een paar jaar tijd een goede hoeveelheid ijzer produceren."

De Ph.D. kandidaat heeft ook nagedacht over de opslag van het 3D-geprinte materiaal. "We willen voorkomen dat onze bacteriën de planeet besmetten, want dat zou de zoektocht naar leven op Mars kunnen belemmeren." De oplossing? Een opblaasbare afgesloten kamer bevestigd aan één kant van de capsule. Het materiaal kan veilig worden opgeslagen in deze beschermde ruimte.

Verdere ontwikkeling

Het voorstel van Lehner past binnen een benadering die de laatste jaren populairder is geworden in ruimteonderzoek:in situ resource utilisatie (ISRU), de verzameling, verwerking en gebruik van materialen die van nature aanwezig zijn op een planeet of ander hemellichaam. "ISRU is een belangrijke technologie die we moeten pionieren om duurzame exploratie mogelijk te maken, " zegt dr. Aidan Cowley, Wetenschapsadviseur van ESA. "Alle benaderingen moeten worden onderzocht, en in dit kader, Benjamins werk voegt waardevol inzicht toe in biologische processen voor dergelijke toepassingen."

ESA en NASA hebben al aangegeven de ideeën van Lehner verder te willen uitwerken. "Dus wie weet, misschien wordt dit plan ooit werkelijkheid, ' zegt hij trots.