Spazio
Come i Licheni Sintetici Potrebbero Costruire Basi Autogenerative su Marte
Costruire con la polvere marziana
Negli ultimi dieci anni, i progressi radicali compiuti da SpaceX e da altre compagnie spaziali private hanno trasformato molti progetti spaziali da fantascienza a realtà probabile durante la nostra vita.
Uno di questi è l’istituzione di basi permanenti abitate sulla Luna e su Marte. Il fattore qui è che il costo per raggiungere l’orbita e lo spazio profondo è stato diviso per 10, rendendo molte idee ora pratiche.
È probabile che, in una certa misura, i primi moduli di una base saranno simili alle basi antartiche, con molti sistemi prefabbricati semplicemente posati sul sito, o riutilizzati da materiali riciclati, come, per esempio, serbatoi di razzi vuoti, o la scavo di tunnel.
Nel lungo periodo saranno necessari altri materiali per superare i primi 10 astronauti e costruire strutture più grandi. E anche se la maggior parte delle strutture finirà sepolta, molti edifici in superficie saranno comunque necessari.
Idealmente, la loro costruzione richiederà l’uso di risorse locali per il 99 % della costruzione, con solo macchinari complessi, elettronica o metalli rari importati dalla Terra.
Un’idea sarebbe utilizzare la polvere locale, la sabbia e le rocce come materiali da costruzione per creare habitat più grandi e più resistenti alle radiazioni. Scienziati dell’Università del Nebraska–Lincoln e della Texas A&M University potrebbero aver trovato un modo per mescolare la polvere marziana e microrganismi per creare un biomateriale che incolla i minerali locali in una struttura utilizzabile.
Hanno pubblicato i loro risultati nel Journal of Manufacturing Science and Engineering1, sotto il titolo “Biofabbricazione di Materiali Viventi Progettati per la Costruzione Marziana: Progettazione della Comunità Sintetica”.
Come costruire su Marte
Quando si discute della costruzione di qualsiasi tipo su Marte, l’elenco dei requisiti è piuttosto intimidatorio:
- Struttura robusta per resistere agli impatti dei micrometeoriti.
- Pareti e giunti ermetici mantengono l’aria respirabile all’interno e la polvere molto fine all’esterno, nonostante la pressione atmosferica molto bassa.
- Buona isolamento termico, poiché la temperatura media marziana è -65°C/-85°F, e molto più fredda in inverno, di notte e/o nelle regioni polari.
- Durabilità, poiché tutti gli sforzi di costruzione sono molto costosi, e qualsiasi fallimento richiederà l’abbandono dell’habitat.
Un’opzione, non solo su Marte ma anche sulla Terra, sarebbe stampare in 3D (fabbricazione additiva) interi edifici. Tuttavia, la mancanza d’acqua, la necessità di manodopera umana e le condizioni incerte su Marte rendono difficile essere sicuri che la tecnica funzioni, almeno così come è intesa finora.
“Attraverso la stampa 3D, è possibile fabbricare un’ampia gamma di strutture, come edifici, case e mobili.”
Legare le particelle del regolite marziano, inclusi composti a base di magnesio, zolfo e la creazione di un geopolimero. Tuttavia tutti i metodi richiedono un significativo aiuto umano e quindi non sono fattibili con la evidente carenza di manodopera su Marte.
Usare i licheni come materiali da costruzione su Marte
Sulla Terra, i licheni sono tra gli organismi più resistenti, capaci di sopravvivere con solo una piccola quantità di umidità nell’aria e i rari nutrienti presenti nella polvere sospesa, rendendoli in grado di vivere negli ambienti più ostili come deserti e cime di montagne.
Sono anche estremamente resistenti alle radiazioni, tolleranti alla disidratazione e, in generale, il primo organismo probabilmente in grado di sopravvivere su Marte, o almeno su un Marte leggermente terraformato.
Il modo in cui il lichene ottiene questo risultato è fondendo la robustezza dei funghi con la capacità di produrre cibo ed energia dalla luce solare delle alghe, creando così un organismo simbiotico sintetico.
Fonte: Ecobiohub
Questo rende anche i licheni un buon modello da imitare per produrre qualsiasi tipo di biomateriale su Marte, poiché possono crescere in condizioni non ideali.
Questa idea è già stata esplorata, considerando la biomineralizzazione batterica per legare le particelle di sabbia in muratura, batteri ureolitici per promuovere la produzione di carbonato di calcio per realizzare mattoni, e l’esplorazione da parte della NASA dell’uso del micelio fungino come agente legante.
Tuttavia, ciascuno di questi esperimenti era limitato a una singola specie o ceppo; pertanto, la loro sopravvivenza richiede una fornitura continua di nutrienti, il che significa che è necessaria un’intervento esterno. Ancora una volta, la carenza di manodopera su Marte rende questa sfida.
Come i licheni sintetici potrebbero abilitare la costruzione su Marte
I ricercatori del Texas e del Nebraska hanno capito che era necessaria un’attività microbica molto più autonoma per applicazioni pratiche future.
Hanno mescolato diversi organismi, ognuno complementare all’altro, come fanno alghe e funghi nei licheni.
“Possiamo costruire una comunità sintetica imitandola dei licheni naturali. Abbiamo sviluppato un modo per creare licheni sintetici per produrre biomateriali che incollano le particelle del regolite marziano in strutture.”
Questi licheni sintetici, tuttavia, usano cellule cianobatteriche (cellule fluorescenti di colore rosso) al posto delle cellule algali, poiché questi batteri fotosintetici sono ancora più resistenti e più indipendenti dagli input esterni.
Fonte: Phys.org
I funghi filamentosi microscopici creano materiale legante, incollando grandi quantità di biominerali, formando il nucleo da cui può crescere il materiale da costruzione.
Le cianobatteri producono zucchero, ossigeno ed energia per nutrire i funghi, proteggendosi allo stesso tempo.
Non è tutto. Oltre a calore, ossigeno e aria respirabile, il suolo marziano è anche molto povero di azoto (nitrato e ammoniaca), un componente chiave per biomolecole come proteine, DNA e RNA. Queste cianobatteri possono anche fissare l’azoto atmosferico in una forma biocompatibile.
Fonte: British Ecological Society
I ricercatori hanno dimostrato che il sistema cresce solo con simulazione di regolite marziano, aria, luce e un mezzo liquido inorganico simile all’acqua. In altre parole, non è necessaria la manodopera, e sono richiesti solo i materiali di base presenti su Marte.
“Il potenziale di questa tecnologia auto‑crescente nell’abilitare l’esplorazione e la colonizzazione extraterrestri a lungo termine è significativo.”
Futuro dei licheni sintetici per gli habitat marziani
Il prossimo passo sarà utilizzare questo lichene artificiale per creare un inchiostro di regolite (inchiostro 3D stampato a partire dalla superficie marziana) per stampare bio‑strutture usando la tecnica di stampa 3D di scrittura diretta dell’inchiostro.
Una volta dimostrato che il concetto di inchiostro di regolite funziona con una stampante 3D, sarà necessario anche un prototipo su scala più ampia per progettare il tipo di stampante 3D da edificio richiesta per gli habitat marziani.
Poiché il sistema cresce materiali da costruzione da solo usando solo polvere e roccia, luce solare, aria marziana e quantità limitate di acqua, potrebbe essere usato per produrre in massa inchiostro di regolite prima dell’atterraggio degli astronauti, e persino per stampare i primi rifugi in anticipo, usando robot remoti per eseguire la stampa 3D.
In ogni caso, queste missioni marziane avranno bisogno di lanciatori per raggiungere il pianeta rosso, e alcune aziende stanno guidando lo sviluppo di nuovi razzi riutilizzabili.
Investire nel settore aerospaziale
Rocket Lab
(RKLB )
Rocket Lab è uno dei concorrenti più seri nel mercato dei razzi riutilizzabili. L’azienda si è inizialmente concentrata su piccoli razzi, con il sistema di lancio Electron (320 kg di carico), che sta progressivamente diventando un razzo parzialmente riutilizzabile. Finora, Electron ha messo in orbita 177 satelliti in 44 lanci.
Successivamente, Rocket Lab sta valutando la creazione di un razzo riutilizzabile di media dimensione, il Neutron, comparabile al Falcon 9 (8 000 kg in orbita bassa terrestre – LEO – in modalità completamente riutilizzabile, 1 500 kg verso Marte o Venere). Il Neutron sarà alimentato da un motore a metano (come Starship), che sembra essere la tendenza per la prossima generazione di razzi.
Fonte: Rocket Lab
L’azienda è notevole per il suo processo di produzione di satelliti completamente integrato verticalmente, che le consente di ottimizzare costi e velocità di progettazione.
Ciò ha portato a numerosi contratti con NASA e il governo degli Stati Uniti, inclusi un contratto militare da 515 milioni di dollari per satelliti. E un contratto civile da 143 milioni di dollari per Globalstar.
Rocket Lab è anche un importante produttore di pannelli solari per satelliti dopo le acquisizioni del 2022 di SolAero Technologies, con oltre 1000 satelliti alimentati da questi pannelli e un totale di 4 MW di celle solari prodotte.
Fonte: Rocket Lab
Al momento, il suo sistema di lancio dipende da fornitori esterni, ma una serie di acquisizioni strategiche dovrebbe cambiare la situazione, replicando nel sistema di lancio l’integrazione verticale già raggiunta nella progettazione e produzione dei satelliti.
L’azienda sta anche valutando la possibilità di una costellazione LEO di telecomunicazioni per generare ricavi ricorrenti. Contribuisce inoltre alla ricerca per la produzione in spazio con Varda Space Industries e l’ispezione dei detriti orbitali.
Mentre SpaceX ha sfruttato il talento imprenditoriale di Elon Musk per sviluppare la sua tecnologia da zero, Rocket Lab ha usato una combinazione di R&D e acquisizioni per integrare verticalmente la tecnologia necessaria. Questo si è dimostrato molto efficace nella produzione di satelliti, e ora l’azienda cerca di replicare questa strategia per i razzi riutilizzabili.
Considerando il flusso di cassa esistente dalla produzione di satelliti e i successi di Electron, Rocket Lab è un buon candidato per colmare il vantaggio iniziale di SpaceX.
Per chi è interessato a investire in questa azienda, assicuratevi di consultare i principali broker di azioni nella vostra regione (ad esempio per USA, UK, Canada e Australia) o il nostro articolo sui 10 migliori app di investimento, così come il nostro rapporto completo su Rocket Lab.
Ultime notizie e sviluppi delle azioni Rocket Lab (RKLB)
Studio di riferimento:
1. Nisha Rokaya, Erin C. Carr, Richard A. Wilson, Congrui Jin. Biofabbricazione di Materiali Viventi Progettati per la Costruzione Marziana: Progettazione della Comunità Sintetica. J. Manuf. Sci. Eng. Aug 2025, 147(8): 081008 (10 pagine). https://doi.org/10.1115/1.4068792
