Сегодня темой освоения космоса и колонизации марса заняты величайшие умы нашей планеты. Ученые пытаются найти и придумать способы выживания на марсе, строительства там домов, создания мебели и источников питания. Главные объекты многих исследований и испытаний — грибы. Как оказалось, они могут быть полезны во многих сферах космических инноваций.
Грибной щит от космической радиации
Астронавты на МКС за время экспедиции подвергаются сильному воздействию космического излучения — 144 миллизиверта, а на Марсе эта цифра будет больше почти в 3 раза (около 400 миллизивертов в год). Для сравнения, на Земле средний уровень радиации, который получает человек, составляет 6,3 миллизиверта.
Специалисты единогласны в мнении о том, что космическое излучение может быть опасно для здоровья, и что астронавтов необходимо от него защищать. Но чтобы установить противорадиационные щиты придется тащить с собой в космос много тяжелых материалов, а это необычайно дорого — перевозка на орбиту всего одного фунта (около 0.5 кг) груза обходится в 10 000 долларов.
Решением проблемы может стать грибок Cladosporium sphaerospermum. Молодые ученые из США, Грэм Шанк и Ксавье Гомес обнаружили, что этот вид способен расти в процессе радиосинтеза, поглощая ионизирующее гамма-излучение с помощью меланина. Этот штамм способен выжить даже в разрушенном реакторе Чернобыльской АЭС.
В ходе испытаний на МКС было установлено, что слой грибка толщиной 1.7 мм снижал уровень радиации на 0.5%. Согласно расчетам ученых, для снижения излучения на Марсе до земных показателей понадобиться слой в 21 см. Либо 10 см композитного материала, полученного сочетанием местного грунта с выделенным из грибка меланином. А главное преимущество этого способа в том, что для выращивания гриба непосредственно в космосе достаточно привезти с Земли всего несколько граммов штамма. Это может сэкономить землянам миллионы долларов.
Грибная космическая почва
Еще одна важная проблема внеземных экспедиций: чем питаться космическим путешественникам? Набить космический корабль сублимированной пищей в количестве, которого хватит на трехлетнюю экспедицию на нескольких человек, трудно осуществимо и очень дорого. Можно выращивать растительную пищу в воде, но в космосе, к сожалению, нет родников, озер или рек, а значит воду все равно придется брать с собой с Земли.
Решение нашла Джейн Шевцова. Она предложила создавать питательную среду для выращивания продуктов питания из богатых углеродом астероидов. И в этом на помощь человечеству придут грибы, у которых, к слову, уже есть богатый опыт в этой сфере во время раннего почвообразования на Земле. Грибы способны разрушать сложные органические структуры астероидного материала и детоксицировать их. Джейн уверена, что благодаря этим свойствам, с помощью грибов (например, вешенки) можно будет создавать плодородную почву прямо в космосе.
Грибные космические стройматериалы
Довольно очевидный вопрос — где будут жить будущие космические кочевники? Опять же, везти с Земли материалы для строительства дорого и сложно, да и не все они выдержат жесткие условия космоса, а рынка вторичной космической недвижимости еще не существует. Спасти положение с помощью мико-архитектуры предложила команда Исследовательского центра Эймса NASA во главе с Линн Ротшильд.
Доказано, что грибной мицелий может быть экологичным, огнеустойчивым и очень прочным строительным материалом. Его прочность на сжатие превосходит пиломатериалы, а прочность на изгиб — железобетон. Как мы уже узнали выше — грибы, богатые меланином, обладают высокими антирадиационными свойствами. То есть, дом, построенный из грибных блоков сможет защитить своих обитателей от космического излучения. Кроме того, известно, что блоки из грибов, могут выполнять роль аккумуляторных батарей.
Все эти свойства в совокупности с возможностью вырастить грибные стройматериалы из нескольких спор, взятых с Земли, делают грибы одним из возможных космических стройматериалов.
Космическая целлюлоза
Радиационная защита, питательная среда для выращивания пищи, стройматериалы — это еще не все, в чем грибы способны помочь человеку в освоении космоса. Ученые выяснили, что бактерии Komagataeibacter oboediens, которые содержатся в чайном грибе способны выжить в космической среде в течение 18 месяцев без значительных изменений в своем геноме. Это означает, что целлюлоза, продуцируемая этими бактериями, может служить для создания на Марсе материалов в медицине и регенерации тканей, биотехнологии, электронике, текстильной и пищевой промышленности и других сферах.
Микологи на службе NASA
Возможную пользу грибов в освоении космоса и колонизации Марса сложно полностью оценить. В научных кругах зарождается термин «астромикология», а Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) плотно сотрудничает со знаменитым микологом Полом Стаметсом. Он принимает активное участие в исследованиях Джейн Шевцовой по созданию почвы из астероидных материалов и испытаниях грибов для космических стройматериалов вместе с Линн Ротшильд, изучает роль грибов в терраформировании планет, а создатели сериала Star Trek назвали одного из персонажей его именем.
Источники:
1. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.07.16.205534v6.full
2. https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2021_Phase_I/Making_Soil_for_Space_Habitats/
3. https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2018_Phase_I_Phase_II/Myco-architecture_off_planet/
4. https://www.youtube.com/watch?v=Sxj79jtM1cI&t=2s
5. https://www.nature.com/articles/srep14575
6. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2022.782175/full
8. https://paulstamets.com/news/astromycology-funded-by-nasa