Ruimte
Hoe synthetische korstmossen zelfgroeiende Marsbases kunnen bouwen
Voeg Securities.io toe aan je voorkeursbronnen op Google
Bouwen met Marsstof
In de afgelopen tien jaar heeft de radicale vooruitgang van SpaceX (SPCX ) en andere particuliere ruimtebedrijven veel ruimteprojecten van sciencefiction naar een waarschijnlijk realiteit in ons leven verplaatst.
Een daarvan is de oprichting van permanente bewoonde bases op de Maan en Mars. Het feit is dat de kosten om de baan en de diepe ruimte te bereiken met een factor 10 zijn gedaald, waardoor veel ideeën nu praktisch zijn.
Het is waarschijnlijk dat de eerste modules van een basis in zekere mate zullen lijken op Antarctica-bases, met veel geprefabriceerde systemen die ter plaatse worden neergezet, of hergebruikt uit gerecyclede materialen, zoals bijvoorbeeld lege rakettanks, of het graven van tunnels.
Op de lange termijn zullen andere materialen nodig zijn om voorbij de eerste 10 astronauten te gaan en grotere faciliteiten te bouwen. En zelfs als de meeste faciliteiten ondergronds worden begraven, zullen er nog steeds veel bovengrondse gebouwen nodig zijn.
Ideaal gezien zou hun constructie 99 % van de materialen lokaal moeten gebruiken, waarbij alleen complexe machines, elektronica of zeldzame metalen van de aarde worden geïmporteerd.
Een idee zou zijn om het lokale stof, zand en gesteente te gebruiken als bouwmaterialen om grotere en stralingsbestendigere habitats te creëren. Wetenschappers van de Universiteit van Nebraska–Lincoln en Texas A&M University zouden een manier hebben gevonden om Marsstof en micro-organismen te mengen tot een biomateriaal dat de lokale mineralen aan elkaar lijmt tot een bruikbare structuur.
Ze publiceerden hun bevindingen in het Journal of Manufacturing Science and Engineering1, onder de titel “Bio-fabricage van ontworpen levende materialen voor Marsconstructie: Ontwerp van de synthetische gemeenschap”.
Hoe te bouwen op Mars
Wanneer men de constructie van welke aard dan ook op Mars bespreekt, is de lijst met vereisten eerder ontmoedigend:
- Robuuste structuur die de impact van micrometeorieten kan weerstaan.
- Luchtdichte muren en verbindingen die ademende lucht binnenhouden en het zeer dunne stof buiten, ondanks de zeer lage atmosferische druk.
- Goede thermische isolatie, aangezien de gemiddelde Martiaanse temperatuur -65 °C/-85 °F is, en veel kouder in de winter, ’s nachts en/of in de poolgebieden.
- Duurzaamheid, omdat alle bouwwerkzaamheden zeer duur zijn en elke storing zou betekenen dat de habitat moet worden verlaten.
Een optie, niet alleen op Mars maar ook terug op aarde, zou zijn om volledige gebouwen te 3D‑printen (additieve fabricage). Echter, het gebrek aan water, de noodzaak van menselijke arbeid en de onzekere omstandigheden op Mars maken het moeilijk om zeker te zijn dat de techniek zou werken, althans zoals die tot nu toe wordt begrepen.
“Via 3D‑printen kan een breed scala aan structuren worden vervaardigd, zoals gebouwen, huizen en meubels.”
Het binden van Martiaanse regolithdeeltjes, inclusief magnesium‑gebaseerde, zwavel‑gebaseerde en een geopolymeer‑creatie. Toch vereisen alle methoden aanzienlijke menselijke assistentie en zijn ze dus niet haalbaar gezien het duidelijke gebrek aan mankracht op Mars.
Korstmossen gebruiken als bouwmaterialen op Mars
Op aarde behoren korstmossen tot de hardste organismen, die kunnen overleven met slechts een beetje vocht in de lucht en de zeldzame voedingsstoffen die in zwevend stof voorkomen, waardoor ze in de meest vijandige omgevingen zoals woestijnen en bergtoppen kunnen overleven.
Ze zijn ook extreem stralingsbestendig, tolerant voor uitdroging, en over het algemeen het eerste organisme dat waarschijnlijk Mars zal overleven, of tenminste een licht geterraformeerde Mars.
Hoe korstmos dit bereikt, is door de robuustheid van schimmels te combineren met het vermogen van algen om voedsel en energie uit zonlicht te produceren, tot één synthetisch symbiotisch organisme.
Bron: Ecobiohub
Dit maakt korstmossen ook een goed model om na te bootsen voor het maken van biomaterialen op Mars, aangezien ze kunnen groeien onder minder‑ideale omstandigheden.
Dit idee is al onderzocht, met aandacht voor bacteriële biomineralisatie om zanddeeltjes tot metselwerk te binden, ureolytische bacteriën om de productie van calciumcarbonaat te bevorderen voor het maken van bakstenen, en NASA’s verkenning van het gebruik van schimmelmycelium als bindmiddel.
Echter, elk van deze experimenten was beperkt tot één soort of stam; daardoor vereist hun overlevingsvermogen een continue toevoer van voedingsstoffen, wat betekent dat externe interventie nodig is. Opnieuw maakt het gebrek aan mankracht op Mars dit een uitdaging.
Hoe synthetische korstmossen Martiaanse constructie kunnen mogelijk maken
De onderzoekers uit Texas en Nebraska realiseerden zich dat een veel autonomere microbiële activiteit nodig was voor uiteindelijk praktische toepassingen.
Ze mengden verschillende organismen, die elkaar aanvullen, op dezelfde manier als algen en schimmels dat doen in korstmossen.
“We kunnen een synthetische gemeenschap bouwen door natuurlijke korstmossen na te bootsen. We hebben een manier ontwikkeld om synthetische korstmossen te bouwen om biomaterialen te creëren die Martiaanse regolithdeeltjes aan elkaar lijmen tot structuren.”
Deze synthetische korstmossen gebruiken echter cyanobacteriële cellen (rood‑gekleurde fluorescerende cellen) in plaats van algaencellen, omdat deze fotosynthetische bacteriën nog robuuster en onafhankelijker van externe inputs zijn.
Bron: Phys.org
De microscopische filamentachtige schimmels creëren bindmateriaal, dat grote hoeveelheden biomineralen aan elkaar lijmt en zo de kern vormt waaruit constructiemateriaal kan groeien.
De cyanobacteriën produceren suiker, zuurstof en energie om de schimmels te voeden, terwijl ze door de schimmels worden beschermd.
Dit is niet alles. Naast warmte, zuurstof en ademende lucht is de Martiaanse bodem ook zeer arm aan stikstof (nitraat en ammoniak), een sleutelcomponent voor biomoleculen zoals eiwitten, DNA en RNA. Deze cyanobacteriën kunnen ook atmosferisch stikstof fixeren tot een biocompatibele vorm.
De onderzoekers toonden aan dat het systeem groeit met alleen een simulatie van Martiaanse regolith, lucht, licht en een anorganisch vloeibaar medium zoals water. Met andere woorden, er is geen mankracht nodig, en alleen basismaterialen die overal op Mars aanwezig zijn, zijn vereist.
“Het potentieel van deze zelfgroeiende technologie om langdurige buitenaardse verkenning en kolonisatie mogelijk te maken, is aanzienlijk.”
Toekomst van synthetische korstmossen voor Marshabitats
De volgende stap zal zijn om dit kunstmatige korstmos te gebruiken om een regolith‑inkt (3D‑printinkt gemaakt van het Martiaanse oppervlak) te creëren om bio‑structuren te printen met de 3D‑printtechniek van direct ink writing.
Zodra het concept van regolith‑inkt bewezen is in combinatie met een 3D‑printer, zal een prototype op grotere schaal nodig zijn om het type bouw‑3D‑printer te ontwerpen dat nodig is voor Martiaanse habitats.
Aangezien het systeem zelf constructiematerialen groeit met alleen stof & rots, zonlicht, Martiaanse lucht en beperkte hoeveelheden water, zou het kunnen worden gebruikt om regolith‑inkt massaal te produceren vóór de landing van astronauten, en zelfs om de eerste schuilplaatsen van tevoren te printen, met behulp van afstandsbediende robots die het 3D‑printen uitvoeren.
In elk geval zullen deze Marsmissies lanceervoertuigen nodig hebben om de rode planeet te bereiken, en een paar bedrijven lopen voorop in de ontwikkeling van nieuwe herbruikbare raketten.
Investeren in de lucht- en ruimtevaartsector
Rocket Lab
RKLB Prijsgrafiek
Rocket Lab (RKLB ) is een van de meest serieuze concurrenten op de markt voor herbruikbare raketten. Het bedrijf richtte zich aanvankelijk op kleine raketten, met het Electron‑lanceersysteem (320 kg payload), dat geleidelijk wordt omgevormd tot een gedeeltelijk herbruikbare raket. Tot nu toe heeft Electron 177 satellieten in 44 lanceringen geplaatst.
Later kijkt Rocket Lab naar het creëren van een middelgrote herbruikbare raket, de Neutron, vergelijkbaar met de Falcon 9 (8 000 kg naar een lage aardbaan – LEO – in volledig herbruikbare modus, 1 500 kg naar Mars of Venus). De Neutron zal worden aangedreven door een methaan‑verbrandende raketmotor (zoals Starship), wat de trend lijkt te zijn voor de volgende generatie raketten.
Bron: Rocket Lab
Het bedrijf is opmerkelijk vanwege zijn volledig verticaal geïntegreerde satellietproductieproces, waardoor het kosten en ontwerpsnelheid kan optimaliseren.
Dit heeft geresulteerd in meerdere contracten met NASA & de Amerikaanse overheid, waaronder een militair satellietcontract van $515 M. En een civiel contract van $143 M voor Globalstar.
Rocket Lab is ook een grote fabrikant van zonnepanelen voor satellieten na de overname van SolAero Technologies in 2022, met meer dan 1000 satellieten die door deze panelen worden aangedreven, en in totaal 4 MW aan zonnecellen geproduceerd.
Bron: Rocket Lab
Voorlopig is het lanceersysteem afhankelijk van externe leveranciers, maar een reeks strategische overnames zou dat moeten veranderen, door de verticale integratie die al in het satellietontwerp en de productie is bereikt, ook in het lanceersysteem te repliceren.
Het bedrijf onderzoekt ook de mogelijkheid van een LEO‑telecommunicatieconstellatie om terugkerende inkomsten te genereren. Daarnaast draagt het bij aan onderzoek voor in‑space fabricage met Varda Space Industries en inspectie van orbitale rommel.
Terwijl SpaceX profiteerde van Elon Musk’s zakelijke talent om de technologie vanaf nul te ontwikkelen, gebruikte Rocket Lab een mix van R&D en overnames om de benodigde technologie verticaal te integreren. Dit is zeer succesvol gebleken in de satellietproductie, en ze proberen nu dezelfde strategie toe te passen op herbruikbare raketten.
Gezien de bestaande cash‑flow uit satellietproductie & het succes van Electron, is Rocket Lab een goede kandidaat om de voorsprong van SpaceX in te halen.
Voor degenen die geïnteresseerd zijn in investeren in dit bedrijf, zorg ervoor dat u de top‑aandelenmakelaars in uw regio bekijkt (bijv. voor USA, UK, Canada, en Australia) of ons artikel over de 10 beste beleggingsapps, evenals ons volledige rapport over Rocket Lab.
Laatste Rocket Lab (RKLB) aandelennieuws en ontwikkelingen
Studie geraadpleegd:
1. Nisha Rokaya, Erin C. Carr, Richard A. Wilson, Congrui Jin. Bio-fabricage van ontworpen levende materialen voor Marsconstructie: Ontwerp van de synthetische gemeenschap. J. Manuf. Sci. Eng. Aug 2025, 147(8): 081008 (10 pagina’s). https://doi.org/10.1115/1.4068792
