Mars’ta yaşamak uzun süredir bilim kurguya dayalı uzak bir hayal olarak görülüyordu. Ancak son 50 yılda gezegene gerçekleştirilen başarılı görevlerle bu hedef artık çok daha ulaşılabilir görünüyor. Yine de Mars’ı kolonileştirmek, sadece oraya ulaşmakla sınırlı değil. En büyük zorluklardan biri, bu kadar uzak bir gezegende bina inşa edebilmek. Dünyadan ağır inşaat malzemeleri göndermek hem maliyetli hem de sürdürülemez. Bu da temel bir soruyu gündeme getiriyor: Sadece Mars’ın sunduğu kaynaklarla nasıl inşa edebiliriz?
Texas A&M Üniversitesi’nden Dr. Congrui Grace Jin, bu soruya umut verici bir çözüm geliştirmiş olabilir.
Nebraska-Lincoln Üniversitesi’ndeki iş birlikçileriyle birlikte Jin, biyolojik üretim yoluyla mühendislik ürünü canlı malzemeler geliştirmek için yıllar süren bir araştırma yürüttü. Ortaya çıkardıkları sistem, kendi kendine inşa edebilen sentetik bir liken sistemi; insan müdahalesi olmadan yapı malzemesi üretebiliyor.
NASA İleri Kavramsal Yenilik Programı tarafından desteklenen ve Journal of Manufacturing Science and Engineering dergisinde yayımlanan son çalışmaları, bu sistemin Mars’ın regoliti (toz, kum ve kaya karışımı) kullanılarak yapılar inşa etmekte nasıl kullanılabileceğini ele alıyor.
Dr. Jin şöyle diyor:
“Doğal likenleri taklit ederek sentetik bir topluluk oluşturabiliyoruz. Sentetik likenler üreterek Mars regolitini yapıya dönüştüren biyomalzemeler oluşturduk. Ardından 3D baskı ile binalar, evler, mobilyalar gibi çok çeşitli yapılar üretilebilir.”
Diğer araştırmacılar da Mars regolitini bağlamak için magnezyum, sülfür ve jeopolimer bileşiklerine dayalı teknikleri araştırdı. Ancak bu yöntemler yoğun insan emeği gerektiriyor ki, Mars’taki sınırlı insan kaynağı bunu imkânsız kılıyor. Alternatif olarak, kendini büyüten mikrobiyal sistemler geliştirildi. Bu sistemlerde kumun taşlaşmasını sağlayan bakteriler, kalsiyum karbonat üreten mikroorganizmalar ve NASA’nın mantar miselyumuna yönelik araştırmaları öne çıktı.
Ancak mevcut mikrobiyal sistemler genellikle tek tür mikroorganizmaya dayanıyor ve sürekli besin takviyesi gerektiriyor. Bu da dış müdahale olmadan çalışamayacakları anlamına geliyor.
Bu sorunu çözmek için Jin’in ekibi, tamamen otonom ve kendi kendine büyüyen bir teknoloji geliştirdi. Bu sistem, farklı türlerin avantajlarını birleştiren sentetik bir toplulukla çalışıyor ve dış besin takviyesine gerek bırakmıyor.
Tasarımda, Heterotrofik ipliksi mantarlar, bağlayıcı biyomalzemeleri üretmek için kullanılıyor. Bu mantarlar, büyük miktarda biomineral üretme kapasitesine sahip ve zor koşullarda bakterilere göre çok daha dayanıklı.
Fotoototrofik diazotrofik siyanobakteriler ise mantarların hayatta kalmasını sağlamak ve büyümelerini desteklemek için oksijen ve organik besin sağlıyor.
Siyanobakteriler atmosferden karbondioksit ve azot bağlayarak oksijen ve besin üretiyor. Mantarlar ise metal iyonlarını hücre duvarlarında toplayarak minerallerin oluşmasına zemin sağlıyor. Ayrıca siyanobakterilere su, mineral ve karbondioksit sağlayarak onların da büyümesini teşvik ediyor. Her iki organizma da, regolit parçacıkları ile çökelmiş mineralleri bir arada tutan biyopolimerler salgılıyor.
Sistem yalnızca Mars regolit simülantı, hava, ışık ve inorganik sıvı ortamla büyüyebiliyor – yani insan gücüne ihtiyaç yok.
Dr. Jin,
“Bu kendini büyüten teknolojinin uzun vadeli dünya dışı keşif ve yerleşim için büyük potansiyel taşıdığına inanıyoruz,” dedi.
Sıradaki Adım: 3D Yazıcıyla Mars Mürekkebi
Projede sıradaki aşama ise, regolit bazlı mürekkep oluşturarak doğrudan mürekkep yazımı (direct ink writing) yöntemiyle biyoyapılar basmak. Bu aşama halihazırda yürütülüyor.
