Rumfart

Kan en ultra-modstandsdygtig ørkenmos være nøglen til at ‘grønne’ Mars?

mm
Udgivet den
Opdateret den
Føj Securities.io til dine foretrukne kilder på Google
Oplysning: Securities.io kan modtage betaling, når du bruger links til produkter, vi anmelder. Det påvirker ikke vores redaktionelle vurderinger. Vi er ikke registreret investeringsrådgiver; dette er ikke investeringsrådgivning. Læs vores affiliateoplysning.

Grønning af Mars

Science fiction-forfattere og forskere har længe drømt om, hvordan man kan omdanne Mars til en frodig og grøn planet, en proces kaldet terraformation. Dette ville være et meget ambitiøst projekt, da Mars i øjeblikket er et meget barskt miljø. Den har en meget tynd atmosfære, intet flydende vand og høje strålingsniveauer. Temperaturen er også i gennemsnit -65 °C/-85 °F.

Det antages, at et vist niveau af megaprojekter vil være nødvendigt for at terraforme Mars. For eksempel kan vi have brug for at opvarme planeten med metalliske nanorods produceret i industrielle mængder. Vi kunne også udvinde noget af vandet fanget i den underjordiske ocean 10-15 km dybt under planetens skorpe.

Men selv hvis disse bestræbelser varmer planeten op en smule, gør atmosfæren tættere og leverer mere fugt og flydende vand, vil den stadig være et meget ubarmhjertigt sted i starten. Heldigvis giver forskning i ørkenøkosystemer på Jorden os et indblik i, hvordan vi kan få liv til at trives på Mars.

Opbygning af jord

Nogle af Jordens organismer kan vokse i meget barske forhold direkte på klipper, såsom lav og cyanobakterier. De er ofte de sidste overlevende livsformer i steder som ørkener, blottede klipper og bjergtoppe.

Dog vokser de meget langsomt og er usandsynlige at akkumulere nok biomasse til virkelig at fremskynde fremkomsten af et stærkt martisk økosystem.

Dette er et problem, da ethvert mere komplekst økosystem vil skulle vokse i egentlig jord, som skal indeholde en masse organisk materiale. Jord er ikke kun mineraler og kan ikke produceres industrielt; den skal genereres af selve økosystemet, når mennesker initierer det.

Til dette kræves en større produktion af kulstofbaseret biomasse end hvad lav kan producere.

Mosser er mere lovende, takket være deres modstand mod temperatur- og vandstress, mens de stadig vokser gennem fotosyntese og producerer en betydelig mængde biomasse.

En central del af at grønne Mars’ ørken vil være at skabe en biologisk jordkruste (BSC). BSC er en udbredt type jorddække, ofte fundet i tørre områder. Den består af organiske komplekser af kryptogame planter såsom lav og mosser, mikrober såsom cyanobakterier, samt sekretioner fra disse organismer, der blandes med jordpartikler.

I nogle ørkenregioner dækker BSC op til 70 % af området, hvilket markant øger vandholdningskapaciteten og den strukturelle stabilitet i den underliggende sand.

Interessant nok er BSC ansvarlig for 1/4th af den samlede biologiske kvælstoffiksering i jordbaserede økosystemer verden over, og den omtales ofte som Jordens “levende hud”.

Det fantastiske mos

Forskere fra State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology ved Xinjiang Institute of Ecology and Geography og National Space Science Center ved den Kinesiske Akademi for Videnskab arbejdede sammen om at identificere et mos, der kunne udføre opgaven på Mars.

De offentliggjorde deres resultater i en videnskabelig publikation med titlen “Den ekstremtolerante ørkenmos Syntrichia caninervis er en lovende pionerplante til kolonisering af udenjordiske miljøer.”

Syntrichia caninervis, også kendt som steppe skrue-mos, er en type mos, der er specialiseret i at overleve barske ørkenmiljøer. Den findes over hele verden, fra Antarktis til det tibetanske plateau, til Nordafrika og Nordamerikanske ørkener.

Kilde: Cell

Syntrichia er ekstremt modstandsdygtig over for udtørring og kan komme sig efter >98 % vandtab.

Den kan også overleve temperaturer så lave som −196 °C, meget koldere end selv den værste temperatur nogensinde registreret på Mars, for ikke at nævne det mere “milde” vejr i de ækvatoriale regioner, som kan nå over frysepunktet for vand.

Uigennemtrængelig for vandstress

Den ekstreme modstand af Syntrichia over for tørke kan ikke undervurderes. Planten kan miste næsten alt sit vand og overleve, og skifter farve til mørkegrøn og derefter sort.

Endnu mere imponerende er, at de udtørrede planter bliver grønne og hurtigt genopretter deres fotosyntetiske kapacitet inden for sekunder efter rehydrering.

Kilde: Cell

Disse planter forbliver fotosyntetisk aktive under sneovertræk og kan opretholde kraftig vækst, hvilket bidrager med op til 49 % af deres årlige samlede kulstoffiksering under de hyppige fryse-tø-cyklusser om foråret.

Dette kan virkelig være afgørende, hvis Mars’ vejr kun lige holdes over frysepunktet i de tidlige faser.

Overlevelse i kulde

Regioner uden for Mars’ ækvator, såvel som sandstorm-ramte områder eller vinterperioden, vil udsætte det spirende martiske økosystem for brutale kuldeperioder, der varer uger eller måneder.

De kinesiske forskere tog Syntrichia og udsatte den for år med -80 °C/-112 °F temperaturer. Selv efter 5 år med sådan behandling overlevede mindst 90 % af planterne.

De testede dem også i op til en måned i flydende nitrogen ved -196 °C/-320 °F. Selv da så Syntrichia næsten alle planterne vokse igen, når de blev sat tilbage i varmere temperaturer.

Kilde: Cell

Således kan man antage, at selv i dag, uden terraformationsindsats, vil ingen martisk vinter kunne dræbe Syntrichia.

Strålingsmodstand

Højhøjde-plateauer som i Tibet er vanskelige miljøer, ikke kun på grund af kulde eller tørhed, men også på grund af strålingsniveauer på grund af højden. Så det er måske ikke overraskende, at Syntrichia også er meget strålingsresistent.

Forskerne udsatte mosset for forskellige niveauer af stråling og målte dets genopretningshastighed.

De opdagede, at op til 500 Gy (gray, en strålingsmåleenhed) fremmede genregenereringen af nye grene kraftigt.

Kilde: Cell

Over dette niveau blev regenereringen af nye grene langsommere, men ikke stoppet, op til 8.000 Gy, hvilket begyndte at forårsage alvorlig skade. 16.000 Gy ville vise sig at være dødelig.

Til reference vil halvdelen af mennesker dø ved blot 2,5–4,5 Gy, med alvorlige kramper og død omkring 50 Gy.

Test af Mars-lignende forhold

Forskerne brugte Planetary Atmospheres Simulation Facility (PASF) ved den Kinesiske Akademi for Videnskab for at se, hvordan mosset klarede sig under “virkelige” martiske forhold. I stedet for separate testinstanser af forhold som tør, kulde, stråling osv., tilføjede PASF også de lavt ilt- og lavt kvælstofatmosfærer, som ikke var blevet testet separat.

Selvom den ikke er helt identisk, skaber den en meget realistisk simulering af nutidens martiske vækstforhold.

Kilde: Cell

Generelt overlevede alle planterne de martiske forhold i op til 7 dage og kom fuldt tilbage bagefter, når de blev udsat for Mars-lignende forhold i tør tilstand.

Når de blev udsat for fuldt hydreret, overlevede de også, men regenereringen var langsommere, og nye grene var færre.

Kilde: Cell

Det ser dog ud til, at kombinationen af lavt ilt, stråling og kulde skaber et miljø, der er lidt for hårdt selv for steppe skrue-mosset til at vokse aktivt, men det kan overleve.

Naturlig og kunstig evolution

Et bredt udvalg af tilpasninger

Forskerne diskuterede også de mekanismer, hvormed steppe skrue-mosset formår at overleve de barske forhold, det lever i. Blandt andet er:

  • En tilstand af selektiv metabolisk dvale under stressforhold, som strategisk bevarer nøglemetabolitter.
  • Høje niveauer af saccharose og maltose efter stress, som fungerer som osmotiske midler & beskyttelsesmidler, der hjælper med at bevare og stabilisere cellulær arkitektur.
    • Sukkeret leverer den energi, der er nødvendig for hurtig genopretning, når stressforholdene lettes.
  • En stærk evne til at fjerne reaktive iltarter efter stress ved at akkumulere høje niveauer af katalase, glutathion S-transferase og peroxidase.
  • Stressrelaterede katalasegener og tandemduplikation af S. caninervis-gener, der koder for fotobeskyttende tidligt lysinducerede proteiner.
  • Overlappende blade, der bevarer vand og beskytter planten mod intens sollys samt hvide hår på bladspidserne, som reflekterer stærk solstråling og forbedrer vandudnyttelsesgraden.
    • Under udtørring blev bladene markant krøllede og krympede, og bladvinklerne blev mindre.

Optimering af liv for Mars

Naturlig evolution

Den bemærkelsesværdige overlevelsesevne hos Syntrichia caninervis åbner vejen for, at den kan tilpasse sig gradvist til martiske forhold, hvis den får lidt hjælp.

Dette kan ske naturligt, så længe nogle mikrobiomer tilbyder vækstbetingelser i et lille område, for eksempel naturligt varmere og mere atmosfærtæt lavhøjde-kløfter og kratre omkring ækvator.

Fra disse indledende vækstområder kunne naturlig selektion og spontane mutationer udvælge de nødvendige egenskaber til at kolonisere resten af planeten.

Målrettet evolution

Menneskeheden bruger i dag rutinemæssigt målrettet evolution til at skabe nye enzymer og organismer til eget formål og industriel produktion, en bedrift belønnet med en Nobelpris i kemi i 2018. Den samme strategi kunne anvendes til at skabe cyanobakterier, lav og mosser, der er mere modstandsdygtige over for Mars.

For eksempel kunne vi starte fra næsten Mars-lignende forhold, som kun er lidt bedre, men stadig hårdere end Jorden, hvilket tillader Syntrichia (og andre organismer) at vokse. Derefter ændre betingelserne gradvist, så kun undersektioner af populationen overlever, med nye egenskaber og stærkere modstand.

Ved at gentage denne proces hundredvis af gange kan vi muligvis få nye arter, der kan overleve de nuværende martiske forhold.

Selv hvis målet ikke nås, vil de resulterende mosser og mikroorganismer sandsynligvis overleve bedre i en delvist eller dårligt terraformeret Mars end de oprindelige organismer direkte fra Jorden.

Genetisk ingeniørkunst

Forskere kunne også give et løft til mossets evne til at overleve på Mars ved at stimulere kendte gener, der allerede er involveret i tolerance over for kulde/tørke/stråling.

Dette kunne gøres ved at øge udtryksniveauerne af allerede eksisterende Syntrichia caninervis-gener som de førnævnte katalaser, glutathion S-transferase og peroxidase. Eller ved at tilføje nye gener fra andre arter.

At fastslå, hvad der er den begrænsende faktor for vækst i Mars-lignende forhold, vil også være centralt. Er det utilstrækkelig strålingsmodstand? Til kulde? Til atmosfæriske forhold?

Investering i Mars

Vi er for tidligt til at investere i terraforming-megaprojekter eller martisk fast ejendom. Men en håndfuld virksomheder arbejder hårdt på at bygge de byggesten, der vil gøre det muligt at lande den første mand på Mars og senere kolonisere planeten.

En central del vil være genanvendelige raketter, der dramatisk reducerer omkostningerne ved at sende udstyr i kredsløb og dyb rum. Denne indsats ledes fortrinsvis i øjeblikket af Elon Musks SpaceX (SPCX ), et privat selskab, mens andre raketvirksomheder hurtigt indhenter.

En anden faktor vil være at skabe en selvforsynende rumbaseret økonomi og en martisk økonomi, som kan understøtte terraformationsindsatser uden at være afhængig af Jordens villighed til at finansiere det “gratis” (følg linkene for flere detaljer om, hvordan det ville fungere).

Du kan investere i rumfartsvirksomheder gennem mange mæglere, og du kan her på securities.io finde vores anbefalinger til de bedste mæglere i USA, Canada, Australien, Storbritannien, såvel som mange andre lande.

Hvis du ikke er interesseret i at vælge specifikke rumfartsvirksomheder, kan du også kigge på ETF’er som ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX), iShares U.S. Aerospace & Defense ETF (ITA), eller SPDR S&P Aerospace & Defense ETF,  som vil give en mere diversificeret eksponering til at udnytte rumfartsindustrien.

Eller du kan læse vores artikel om “Top 10 Aerospace and Defense Stocks”.

Investering i rumvirksomheder

1.  Virgin Galactic

SPCE Prisdiagram

Virksomheden blev grundlagt af Richard Branson og fokuserer på rumturisme.

Billettene ligger i intervallet $250.000-450.000, med en lang venteliste. De første kunder ser ud til at være ekstatiske over deres oplevelse:

“Jeg vidste altid, at det ville blive den mest ekstraordinære oplevelse i mit liv. Jeg vidste det altid. Og folk sagde på en måde, at det ville blive sådan. Men så, når det er… og det er på et andet niveau end den oplevelse, du troede, du ville få… så er det meget svært at forklare.”

“Dette har været den bedste dag i mit liv, den mest sensationelle dag i mit liv. Og du kan ikke få noget bedre end det. Det overgik mine vildeste drømme.”

Som vi tidligere har diskuteret, rumturisme kan blive MIDTPUNKTET i den fremtidige martiske økonomi.

Dette skyldes, at Mars ikke kun vil give en unik oplevelse, men også vil have nogle af de mest imponerende træk i hele solsystemet:

  • Den største canyon i solsystemet (4.000 km lang, 200 km bred og op til 7 km dyb).
  • En vulkan på 21,9 km i højde (72.000 ft) og omtrent så stor som Frankrig eller delstaten Arizona.

Kilde: Wikipedia

Før Mars sigter Virgin Galactic (SPCE ) efter at blive førende inden for orbital (og senere måske månel) turisme, mere inden for rækkevidde af vores nuværende tekniske evner før en kinesisk eller SpaceX Mars-landing.

Virgin Galactic har arbejdet på at forbedre sin enhedøkonomi med et nyt opsendelsessystem, “Delta”, som kan transportere 6 passagerer i stedet for 4 og udføre 8 flyvninger/måned i stedet for kun én.

Sammen bør disse 2 forbedrede målinger øge indtægten pr. enhed med 12 gange, med en tilbagebetalingsperiode på mindre end 6 måneder for hver Delta-shuttle. Delta-flytesten forventes i midten af 2025.

Markederne var bekymrede, da det blev annonceret, at Branson ikke ville investere yderligere i Virgin Galactic. Især efter afskedigelsen af 185 medarbejdere og en pause i rumflyvninger i 2024, for at vente på ankomsten af Delta-shuttlen og reducere pengespildets hastighed.

Alligevel forventes Virgin Galactic at have nok likviditet til at klare sig indtil 2025 eller 2026. Så hvis udviklingen af Delta-flysystemet forløber glat (en risikabel proposition i luftfartsindustrien), bør virksomheden kunne fokusere på at genstarte og øge pengestrømmen med et system, der er profitabelt på enhedsbasis. Og få virksomheden til at have positiv pengestrøm i 2026.

(Det skal bemærkes, at Virgin Galactic er forskellig fra Virgin Orbit. Virgin Orbit indgav konkursbegæring i april 2023 og leverede opsendelsestjenester for små satellitter, med Rocket Lab, der overtog virksomhedens Long Beach-facilitet, fremstillings- og værktøjsaktiver (RKLB ).)

Den nylige konkurs for Virgin Orbit og afstanden fra Virgin Galactic, som grundlægger Richard Branson har skabt, har beskadiget virksomhedens image hos investorer, hvilket har resulteret i et faldende aktiekurs i 2023 & 2024.

Samtidig viser tidligere kunders tilfredshed, en klar plan for et profitabelt design (Delta-shuttles) og en lang venteliste af potentielle kunder, at virksomheden stadig kan være levedygtig selv uden at rejse flere midler. Så meget vil afhænge af succesen med at udvikle, producere og drive Delta-shuttlen og nå dette inden udgangen af 2025.

Hvis dette er tilfældet, vil den meget lavere værdiansættelse skabe en mulighed for investorer til at købe virksomhedens aktier til en rabat.

2. Ginkgo Bioworks

DNA Prisdiagram

Virksomheden producerer on-demand organismer til specifikke anvendelser, herunder biomedicinske anvendelser samt industrielle og materialvidenskabelige programmer. Den har også et stort biosecurity-segment, som blomstrede under pandemien.

I de fleste tilfælde anvendes en form for målrettet evolution i produktionen og udvælgelsen af Ginkgos produkter. Hvis menneskeheden bliver seriøs omkring kolonisering af Mars, kan Ginkgos specialisering i at skabe skræddersyede organismer gennem genetisk ingeniørkunst og målrettet evolution gøre den til en førende entreprenør og partner for disse projekter.

Ginkgo Bioworks (DNA ) har i de seneste år diversificeret sit anvendelsesområde bredt, med mange forskningsprogrammer og partnerskaber:

Den tjener penge ved først at blive betalt på forhånd for udviklingsprocessen og derefter gennem royalties på det færdige produkt.

Ginkgos partnerskaber udvides løbende, med:

Ginkgo Bioworks samarbejder også med alle de store landbrugsvirksomheder, hvoraf de fleste har interesser i biobrændstofproduktion og mikrobiologi.  Nogle af disse inkluderer Bayer, Cargill, Syngenta, Corteva, ADM, Exacta og flere.

Ginkgos erfaring med skræddersyet design af genetiske sekvenser, organismer og udvælgelse, samt inden for biosecurity-overvågning, gør den til en nøgleleverandør for enhver industri, der ønsker at udnytte enzymer og antistoffer til deres specifikke anvendelse.

Som tjenesteudbyder er Ginkgo godt positioneret til at udnytte væksten i den syntetiske biologi-industri som helhed.

mm

Jonathan er en tidligere biokemisk forsker, der arbejdede med genetisk analyse og kliniske forsøg. Han er nu aktieanalytiker og finansskribent med fokus på innovation, markedscyklusser og geopolitik i sin publikation 'The Eurasian Century'.