Hvordan syntetiske lav kan bygge selvvoksende Marsbaser

Bygging med marsstøv

In the past ten years, the radical progress made by SpaceX (SPCX ) and other private space companies has made a lot of space projects move from science fiction to likely reality during our lifetime.

I løpet av de siste ti årene har den radikale fremgangen gjort av SpaceX og andre private romfartselskaper fått mange romprosjekter til å gå fra science fiction til sannsynlig virkelighet i vår levetid.

En av dem er etableringen av permanente bebodde baser på Månen og Mars. Faktoren her er at kostnaden for å nå bane og dyp rom har blitt delt på 10, noe som gjør mange ideer nå praktiske.

Det er sannsynlig at de første modulene av en base, i noen grad, vil ligne på Antarktisbaser, med mange prefabrikkerte systemer som bare slippes på stedet, eller gjenbrukes fra resirkulerte materialer, som for eksempel tomme rakettanker, eller ved å grave tunneler.

På lang sikt vil andre materialer være nødvendige for å gå utover de første 10 astronautene og bygge større fasiliteter. Og selv om de fleste fasilitetene ender opp begravd, vil mange overflatebygg fortsatt være nødvendige.

Ideelt sett vil deres konstruksjon kreve bruk av lokale ressurser for 99 % av byggingen, med kun komplekst maskineri, elektronikk eller sjeldne metaller importert fra Jorden.

En idé ville være å bruke det lokale støvet, sanden og steinene som byggematerialer for å lage større og mer strålingsbestandige habitater. Forskere ved University of Nebraska–Lincoln og Texas A&M University kan ha funnet en måte å blande marsstøv og mikroorganismer på for å skape et biomateriale som limer sammen de lokale mineralene til en brukbar struktur.

De publiserte funnene sine i Journal of Manufacturing Science and Engineering¹, under tittelen “Bio-fremstilling av konstruerte levende materialer for marsbygging: Design av det syntetiske fellesskapet”.

Hvordan bygge på Mars

Når man diskuterer bygging av noe som helst på Mars, er listen over krav ganske skremmende:

• Robust struktur som tåler påvirkninger fra mikrometeoritter.
• Lufttette vegger og skjøter holder pustbar luft inne og den svært tynne støvet ute, til tross for det svært lave atmosfæriske trykket.
• God termisk isolasjon, da gjennomsnittstemperaturen på Mars er -65 °C/-85 °F, og mye kaldere om vinteren, om natten og/eller i polområdene.
• Holdbarhet, da alle byggeprosjekter er svært kostbare, og enhver feil vil kreve at habitaten forlates.

Et alternativ, ikke bare på Mars men også tilbake på Jorden, ville være å 3D‑printe (additiv produksjon) hele bygninger. Imidlertid gjør mangel på vann, behovet for menneskelig arbeidskraft og de usikre forholdene på Mars det vanskelig å være sikker på at teknikken vil fungere, i det minste slik den forstås så langt.

«Gjennom 3D‑printing kan et bredt spekter av strukturer fremstilles, som bygninger, hus og møbler.»

Binding av marsregolitpartikler, inkludert magnesium‑baserte, svovel‑baserte og en geopolymer‑opprettelse. Likevel krever alle metodene betydelig menneskelig assistanse og er derfor ikke gjennomførbare med den åpenbare mangel på arbeidskraft på Mars.

Bruke lav som byggematerialer på Mars

På jorden er lav blant de tøffeste organismene, i stand til å overleve med bare litt fuktighet i luften og de sjeldne næringsstoffene som finnes i svevende støv, noe som gjør dem i stand til å overleve i de mest fiendtlige miljøene som ørkener og fjelltopper.

De er også ekstremt strålingsbestandige, tolerante for uttørking, og generelt det første organismet som sannsynligvis vil overleve på Mars, eller i det minste en lett terraformet Mars.

Hvordan lav oppnår dette ved å kombinere soppens tøffhet med algenes evne til å produsere mat og energi fra sollys, til ett syntetisk symbiotisk organisme.

Kilde: Ecobiohub

Dette gjør også lav til en god modell å etterligne for å lage alle slags biomaterialer på Mars, da de kan vokse under mindre enn ideelle forhold.

Denne ideen har allerede blitt utforsket, med vurdering av bakteriell biomineralisering for å binde sandpartikler til murverk, ureolytiske bakterier for å fremme produksjon av kalsiumkarbonat for å lage murstein, og NASAs utforskning av bruk av soppmycelium som bindemiddel.

Imidlertid var hvert av disse eksperimentene begrenset til én art eller stamme; dermed krever deres overlevelse en kontinuerlig tilførsel av næringsstoffer, noe som betyr at ekstern intervensjon er nødvendig. Igjen gjør mangel på arbeidskraft på Mars dette utfordrende.

Hvordan syntetiske lav kan muliggjøre marsbygging

Forskerne fra Texas og Nebraska innså at en mye mer autonom mikrobaktivitet var nødvendig for eventuale praktiske anvendelser.

De blandet flere organismer sammen, hver som komplementerer den andre, på samme måte som alger og sopp gjør i lav.

«Vi kan bygge et syntetisk fellesskap ved å etterligne naturlige lav. Vi har utviklet en måte å bygge syntetiske lav på for å skape biomaterialer som limer marsregolitpartikler sammen til strukturer.»

Dr. Congrui Grace Jin – Assistant professor in the Mechanical and Manufacturing Engineering Technology program at Texas A&M University

Disse syntetiske lavene bruker imidlertid cyanobakterieceller (rød‑fargede fluorescerende celler) i stedet for algeceller, da disse fotosyntetiske bakteriene er enda tøffere og mer uavhengige av eksterne innspill.

Kilde: Phys.org

De mikroskopiske filamentøse soppene lager bindemateriale som limer sammen store mengder biomineraler, og danner kjernen som konstruksjonsmaterialet kan vokse fra.

Cyanobakteriene lager sukker, oksygen og energi for å mate soppene mens de blir beskyttet av dem.

Dette er ikke alt. I tillegg til varme, oksygen og pustbar luft er marsjorden også svært fattig på nitrogen (nitrater og ammoniakk), en nøkkelkomponent for biomolekyler som proteiner, DNA og RNA. Disse cyanobakteriene kan også fikse atmosfærisk nitrogen til en biokompatibel form.

Kilde: British Ecological Society

Forskerne demonstrerte at systemet vokser med kun simulering av marsregolit, luft, lys og et uorganisk væskemedium som vann. Med andre ord er ingen arbeidskraft nødvendig, og kun grunnleggende materialer som finnes overalt på Mars er påkrevd.

«Potensialet i denne selvvoksende teknologien for å muliggjøre langsiktig utenomjordisk utforskning og kolonisering er betydelig.»

Dr. Congrui Grace Jin – Assistant professor in the Mechanical and Manufacturing Engineering Technology program at Texas A&M University

Fremtiden for syntetiske lav for Mars‑habitat

Neste steg vil være å bruke dette kunstige lavet til å lage en regolit‑blekk (3D‑printblekk laget av Mars‑overflaten) for å skrive ut bio‑strukturer ved hjelp av 3D‑printteknikken direkte blekk‑skriving.

Når regolit‑blekk‑konseptet er bevist å fungere med en 3D‑printer, vil også en prototype i større skala være nødvendig for å utvikle typen bygg‑3D‑printer som kreves for mars‑habitat.

Fordi systemet selv vokser byggematerialer ved kun å bruke støv og stein, sollys, marsluft og begrensede mengder vann, kan det brukes til å masseprodusere regolit‑blekk før astronautenes landing, og til og med brukes til å skrive ut de første lysskurene på forhånd, ved hjelp av fjernstyrte roboter som utfører 3D‑printingen.

Uansett vil disse mars‑oppdragene trenge oppskytere for å nå den røde planeten, og noen få selskaper leder an i utviklingen av nye gjenbrukbare raketter.

Investere i luftfartssektoren

Rocket Lab

Rocket Lab (RKLB ) er en av de mest seriøse konkurrentene i markedet for gjenbrukbare raketter. Selskapet har i utgangspunktet fokusert på små raketter, med Electron‑lanseringssystemet (320 kg nyttelast), som gradvis blir gjort til en delvis gjenbrukbar rakett. Så langt har Electron satt i bane 177 satellitter i 44 oppskytinger.

Senere ser Rocket Lab på å lage en mellomstor gjenbrukbar rakett, Neutron, sammenlignbar med Falcon 9 (8 000 kg til lav jordbane – LEO – i fullt gjenbrukbar modus, 1 500 kg til Mars eller Venus). Neutron vil bli drevet av en metan‑brennende rakettmotor (som Starship), noe som ser ut til å bli trenden for neste generasjon raketter.

Kilde: Rocket Lab

Selskapet er bemerkelsesverdig for sin fullt vertikalt integrerte satellittproduksjonsprosess, som gjør det mulig å optimalisere kostnader og designhastighet.

Dette resulterte i flere kontrakter med NASA og den amerikanske regjeringen, inkludert en militær satellittkontrakt på $515 M. Og en sivil kontrakt på $143 M for Globalstar.

Rocket Lab er også en stor produsent av solcellepaneler for satellitter etter sine oppkjøp av SolAero Technologies i 2022, med over 1000 satellitter drevet av disse panelene, og totalt 4 MW solceller produsert.

Kilde: Rocket Lab

Foreløpig er lanseringssystemet avhengig av eksterne leverandører, men en rekke strategiske oppkjøp  bør endre dette, ved å replikere den vertikale integrasjonen som allerede er oppnådd i satellittdesign og -produksjon i lanseringssystemet.

Selskapet ser også på muligheten for en telekommunikasjons‑LEO‑konstellasjon for å generere tilbakevendende inntekter. Det bidrar også til forskning på produksjon i rommet med Varda Space Industries og inspeksjon av orbitalt søppel.

Mens SpaceX hadde Elon Musks forretningsmessige talent til å utvikle teknologien fra bunnen av, brukte Rocket Lab en blanding av FoU og oppkjøp for å vertikalt integrere den nødvendige teknologien. Dette har vist seg svært vellykket i satellittproduksjon, og de ser nå på å replikere denne strategien for gjenbrukbare raketter.

Med tanke på den eksisterende kontantstrømmen fra satellittproduksjon og Electron‑suksessene, er Rocket Lab en god kandidat til å ta igjen SpaceX sin tidlige fordel.

For de som er interessert i å investere i dette selskapet, bør du se på de beste aksjemeglerne i din region (f.eks. for USA, UK, Canada, og Australia) eller vår artikkel om 10 Best Investing Apps, samt vår fullstendige rapport om Rocket Lab.

Siste nyheter og utviklinger for Rocket Lab (RKLB) aksjer

Studie referert:

^{1. Nisha Rokaya, Erin C. Carr, Richard A. Wilson, Congrui Jin. Bio-fremstilling av konstruerte levende materialer for marsbygging: Design av det syntetiske fellesskapet. J. Manuf. Sci. Eng. Aug 2025, 147(8): 081008 (10 pages). https://doi.org/10.1115/1.4068792}