Romfart

Kan en ultra‑motstandsdyktig ørkenmose være nøkkelen til å “gjøre Mars grønn”?

mm
Publisert
Oppdatert
Legg til Securities.io blant dine foretrukne kilder på Google
Opplysning: Securities.io kan motta betaling når du bruker lenker til produkter vi vurderer. Dette påvirker ikke våre redaksjonelle vurderinger. Vi er ikke en registrert investeringsrådgiver; dette er ikke investeringsråd. Les vår affiliateopplysning.

Gjør Mars grønn

Science‑fiction‑forfattere og forskere har lenge drømt om hvordan man kan forvandle Mars til en frodig og grønn planet, en prosess kalt terraforming. Dette ville være et svært ambisiøst prosjekt, siden Mars for øyeblikket er et svært hardt miljø. Den har en svært tynn atmosfære, ingen flytende vann, og betydelige nivåer av stråling. Temperaturen er også, i gjennomsnitt, -65 °C/-85 °F.

Det antas at et visst nivå av megaprosjekter vil være nødvendig for å terraforme Mars. For eksempel kan vi måtte varme opp planeten med metalliske nanorør produsert i industrielle mengder. Vi kan også utvinne noe av vannet som er fanget idet underjordiske havet 10‑15 km under planetens skorpe.

Men selv om disse innsatsene varmer opp planeten noe, gjør atmosfæren tettere og gir mer fuktighet og flytende vann, vil den fortsatt være et svært ubarmhjertig sted i begynnelsen. Heldigvis gir forskning på ørkenøkosystemer på Jorden oss et innblikk i hvordan vi kan få liv til å trives på Mars.

Bygge jord

Noen av Jordens organismer kan vokse i svært harde forhold direkte på stein, som lav og cyanobakterier. De er ofte de siste overlevende livsformene i steder som ørkener, nakne steiner og fjelltopper.

Imidlertid vokser de svært sakte og er lite sannsynlig å akkumulere nok biomasse til virkelig å fremskynde fremveksten av et sterkt martisk økosystem.

Dette er et problem, da ethvert mer komplekst økosystem vil trenge å vokse i ekte jord, som må inneholde mye organisk materiale. Jord er ikke bare mineraler og kan ikke produseres industrielt; den må genereres av selve økosystemet når mennesker starter den.

For dette kreves en større produksjon av karbonbasert biomasse enn det lavene vil kunne produsere.

Moser er mer lovende, takket være deres motstand mot temperatur- og vannstress, samtidig som de vokser gjennom fotosyntese og produserer en betydelig mengde biomasse.

En nøkkeldel av å gjøre Mars’ ørken grønn vil være å lage en biologisk jordskorpe (BSC). BSC er en utbredt type dekke som ofte finnes i tørre områder. Den består av organiske komplekser av kryptogame planter som lav og moser, mikrober som cyanobakterier, og sekresjonene fra disse organismene som blandes med jordpartikler.

I noen ørkenregioner dekker BSC opptil 70 % av området, og øker betydelig vannholdingskapasiteten og den strukturelle stabiliteten til den underliggende sanden.

Interessant nok er BSC ansvarlig for 1/4th av den totale biologiske nitrogenfikseringen i terrestriske økosystemer verden over, og blir ofte omtalt som Jordens «levende hud».

Den fantastiske mosen

Forskere fra State Key Laboratory of Desert and Oasis Ecology ved Xinjiang Institute of Ecology and Geography og National Space Science Center ved Chinese Academy of Sciences samarbeidet for å identifisere en mose som kunne utføre oppgaven på Mars.

De publiserte sine resultater i en vitenskapelig publikasjon med tittelen “Den ekstremtolerante ørkenmosen Syntrichia caninervis er en lovende pionerplante for kolonisering av utenomjordiske miljøer.”

Syntrichia caninervis, også kjent som steppe skrue‑mose, er en type mose spesialisert på å overleve harde ørkenmiljøer. Den finnes over hele verden, fra Antarktis til det tibetanske platået, til Nord‑Afrika og Nordamerikanske ørkener.

Kilde: Cell

Syntrichia er ekstremt motstandsdyktig mot uttørking, og kommer seg etter >98 % vanntap.

Den kan også overleve temperaturer så lave som −196 °C, mye kaldere enn selv den verste temperaturen som noen gang er registrert på Mars, og enda mindre enn det mer «milde» været i ekvatorområdene som kan gå over frysepunktet for vann.

Immun mot vannstress

Den ekstreme motstanden til Syntrichia mot tørke kan ikke undervurderes. Planten kan miste nesten alt vannet og overleve, og blir først mørkegrønn og deretter svart.

Enda mer imponerende, de uttørkede plantene blir grønne og gjenoppretter raskt sin fotosyntetiske kapasitet innen sekunder etter rehydrering.

Kilde: Cell

Disse plantene forblir fotosyntetisk aktive under snødekket og kan opprettholde kraftig vekst, og bidrar med opptil 49 % av deres årlige totale karbonfiksering under de hyppige fryse‑tine‑syklusene om våren.

Dette kan virkelig være avgjørende hvis Mars’ vær holder seg knapt over frysepunktet i de tidlige stadiene.

Overlevelse i kulde

Regioner utenfor Mars’ ekvator, samt områder rammet av sandstormer eller vinterperioden, vil eksponere det unge marsiske økosystemet for brutale kuldeperioder som varer i uker eller måneder.

De kinesiske forskerne tok Syntrichia og utsatte den for år med -80 °C/-112 °F temperaturer. Selv etter 5 år med slik behandling overlevde ikke mindre enn 90 % av plantene.

De testet dem også i opptil en måned i flytende nitrogen ved -196 °C/-320 °F. Selv da så Syntrichia nesten alle plantene vokse igjen når de ble satt tilbake til varmere temperaturer.

Kilde: Cell

Så det er trygt å anta at, selv i dag, uten terraforming‑innsats, kan ingen martisk vinter drepe Syntrichia.

Strålingsmotstand

Høye platåer som i Tibet er vanskelige miljøer, ikke bare på grunn av kulde eller tørrhet, men også på grunn av strålingsnivåer på grunn av høyden. Så det er kanskje ikke overraskende at Syntrichia også er svært strålingsresistent.

Forskerne utsatte mosen for ulike nivåer av stråling og målte dens gjenopprettingsrate.

De oppdaget at opptil 500 Gy (gray, en strålingsmåleenhet) fremmet regenereringen av nye greiner kraftig.

Kilde: Cell

Over dette nivået ble regenereringen av nye greiner langsommere, men ikke stoppet, opp til 8 000 Gy, som begynte å forårsake alvorlig skade. 16 000 Gy ville vist seg dødelig.

Til sammenligning vil halvparten av mennesker dø allerede ved 2,5–4,5 Gy, med alvorlige kramper og død som oppstår rundt 50 Gy.

Testing av Mars‑lignende forhold

Forskerne brukte Planetary Atmospheres Simulation Facility (PASF) ved Chinese Academy of Sciences for å se hvordan mosen ville klare seg under «virkelige» martiske forhold. I stedet for separate tester av forhold som tørr, kaldt, stråling osv., la PASF også til lavt oksygen- og lavt nitrogenatmosfære som ikke hadde blitt testet separat.

Selv om det ikke er helt identisk, skaper det en svært realistisk simulering av dagens martiske vekstforhold.

Kilde: Cell

Samlet sett overlevde alle plantene de martiske forholdene i opptil 7 dager og kom seg helt etterpå når de ble utsatt for Mars‑lignende forhold i tørr tilstand.

Når de ble utsatt for det fullt hydrert, overlevde de også, men regenereringen var langsommere, og nye greiner var færre.

Kilde: Cell

Imidlertid ser det ut til at kombinasjonen av lavt oksygen, stråling og kulde skaper et miljø som er litt for hardt selv for steppe‑skrue‑mosen til å vokse aktivt, men den kan overleve.

Naturlig og kunstig evolusjon

Et bredt spekter av tilpasninger

Forskerne diskuterte også mekanismene som gjør at steppe‑skrue‑mosen klarer å overleve de harde forholdene den lever i. Blant annet er:

  • En tilstand av selektiv metabolsk dvale under stressforhold, som strategisk bevarer viktige metabolitter.
  • Høye nivåer av sukrose og maltose etter stress, som fungerer som osmotiske midler og beskyttelsesmidler som hjelper med å bevare og stabilisere cellulær arkitektur.
    • Sukkeret gir energien som trengs for rask gjenoppretting når stressforholdene opphører.
  • En sterk evne til å fange opp reaktive oksygenarter etter stress ved å akkumulere høye nivåer av katalase, glutation S‑transferase og peroksidase.
  • Stressrelaterte katalase‑gener og tandemduplisering av S. caninervis‑gener som koder for fotobeskyttende tidlig lysinduserte proteiner.
  • Overlappende blader som bevarer vann og beskytter planten mot intens sollys, samt hvite hår på bladtopper som reflekterer sterk solstråling og forbedrer vannutnyttelses‑effektiviteten
    • Under uttørking ble bladene merkbart krøllete og krympet, og bladvinklene ble mindre.

Optimalisering av liv for Mars

Naturlig evolusjon

Den bemerkelsesverdige overlevelsesevnen til Syntrichia caninervis åpner muligheten for at den kan tilpasse seg gradvis til martiske forhold hvis den får litt hjelp.

Dette kan skje naturlig, så lenge noen mikrobiomer tilbyr vekstforhold i et lite område, for eksempel naturlig varmere og mer atmosfærtette lavtliggende kanjoner og kratre rundt ekvator.

Fra disse innledende vekstområdene kan naturlig seleksjon og spontane mutasjoner velge frem egenskaper som kreves for å kolonisere resten av planeten.

Rettet evolusjon

Menneskeheten bruker i dag rutinemessig rettet evolusjon for å skape nye enzymer og organismer for egne formål og industriell produksjon, en prestasjon som ble belønnet med Nobelprisen i kjemi i 2018. Den samme strategien kan brukes til å lage cyanobakterier, lav og moser som er mer resistente mot Mars.

For eksempel kan vi starte fra nesten Mars‑lignende forhold, som er bare litt bedre, men fortsatt hardere enn Jorden, og tillater Syntrichia (og andre organismer) å vokse. Deretter endrer vi gradvis forholdene slik at kun underseksjoner av populasjonen overlever, med nye egenskaper og sterkere motstand.

Ved å gjenta denne prosessen hundrevis av ganger, kan vi få nye arter som kan overleve marsiske forhold slik de er i dag.

Selv om det mislykkes i å nå dette målet, vil de resulterende mosene og mikroorganismene sannsynligvis overleve bedre i en delvis eller dårlig terraformet Mars enn de opprinnelige organismene rett fra Jorden.

Genetisk engineering

Forskere kan også gi et løft til mosens evne til å overleve på Mars ved å stimulere kjente gener som allerede er involvert i toleranse for kulde/tørrhet/stråling.

Dette kan gjøres ved å øke uttrykksnivåene til allerede eksisterende Syntrichia caninervis‑gener som de nevnte katalasene, glutation S‑transferase og peroksidase. Eller ved å legge til nye gener fra andre arter.

Å fastslå hva som er den begrensende faktoren for vekst i Mars‑lignende forhold vil også være nøkkelen. Er det utilstrekkelig motstand mot stråling? Mot kulde? Mot atmosfæriske forhold?

Investering i Mars

Vi er for tidlig til å investere i terraforming‑megaprosjekter eller marsisk eiendom. Men en håndfull selskaper jobber hardt med å bygge de nødvendige byggesteinene som vil gjøre det mulig å lande den første mannen på Mars, og senere kolonisere planeten.

En nøkkeldel vil være gjenbrukbare raketter, som dramatisk reduserer kostnadene for å sende utstyr i bane og dyp rom. Denne innsatsen ledes for tiden hovedsakelig av Elon Musks SpaceX (SPCX ), et privat selskap, med andre rakettfirmaer som raskt tar igjen.

En annen faktor vil være å skape en selvforsynt rombasert økonomi og en martisk økonomi, som kan støtte terraforming‑innsatsen uten å være avhengig av jordboernes vilje til å finansiere den «gratis» (følg lenkene for flere detaljer om hvordan det vil fungere).

Du kan investere i romfartsbedrifter gjennom mange meglere, og du kan finne her, på securities.io, våre anbefalinger for de beste meglerne i USA, Canada, Australia, Storbritannia, og mange andre land.

Hvis du ikke er interessert i å velge spesifikke romfartsbedrifter, kan du også se 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 gi en mer diversifisert eksponering for å dra nytte av romfartsindustrien.

Eller kan du lese vår artikkel om «Topp 10 innen romfart og forsvar».

Investering i romfartsselskaper

1.  Virgin Galactic

SPCE Prisdiagram

Selskapet ble grunnlagt av Richard Branson og fokuserer på romturisme.

Billettene ligger i området $250 000‑450 000, med en lang venteliste. De første kundene ser ut til å være ekstatiske over opplevelsen deres:

«Jeg visste alltid at det kom til å bli den mest ekstraordinære opplevelsen i mitt liv. Jeg visste det alltid. Og folk fortalte meg at det kom til å bli det. Men så når det er… og det er på et annet nivå enn opplevelsen du trodde du skulle ha… så er det veldig vanskelig å forklare.»

«Dette har vært den beste dagen i mitt liv, den mest sensationelle dagen i mitt liv. Og du kan ikke få noe bedre enn det. Det overgikk mine villeste drømmer.»

Som vi diskuterte før, romturisme kan være MIDTPUNKTET i den fremtidige martiske økonomien.

Dette er fordi Mars ikke bare vil tilby en unik opplevelse, men også vil ha noen av de mest imponerende funksjonene i hele solsystemet:

  • Den største canyonen i solsystemet (4 000 km lang, 200 km bred og opptil 7 km dyp).
  • En vulkan på 21,9 km i høyde (72 000 ft) og omtrent så stor som Frankrike eller delstaten Arizona.

Kilde: Wikipedia

Før Mars har Virgin Galactic (SPCE ) som mål å bli ledende innen orbital (og senere kanskje lunarturisme), mer innenfor rekkevidde av våre nåværende tekniske evner før en kinesisk eller SpaceX Mars‑landing.

Virgin Galactic har jobbet med å forbedre sin enhetøkonomi, med et nytt oppskytingssystem, «Delta», som kan frakte 6 passasjerer i stedet for 4, og utføre 8 flyvninger per måned i stedet for bare én.

Sammen bør disse to forbedrede målene øke inntektene per enhet med 12 ganger, med en tilbakebetalingstid på mindre enn 6 måneder for hver Delta‑shuttle. Delta‑flytesten forventes i midten av 2025.

Markedene var bekymret da det ble kunngjort at Branson ikke ville investere videre i Virgin Galactic. Spesielt etter oppsigelsen av 185 ansatte og en pause i romflyvninger i 2024, for å vente på ankomsten av Delta‑shuttle og redusere kontantforbruket.

Likevel er Virgin Galactic prognostisert å ha nok kontanter til å drive frem til 2025 eller 2026. Så hvis utviklingen av Delta‑flysystemet går jevnt (et risikabelt forslag i romfartsindustrien), bør selskapet kunne fokusere på å gjenoppta og øke kontantstrømmen, med et system som er lønnsomt på enhetsbasis. Og gjøre selskapet kontantstrømspositivt i 2026.

(Det bør bemerkes at Virgin Galactic er forskjellig fra Virgin Orbit. Virgin Orbit søkte konkurs i april 2023, og leverte oppskytingstjenester for små satellitter, med Rocket Lab som overtok selskapets Long Beach‑anlegg, produksjon og verktøy‑eiendeler (RKLB ) ).

Den nylige konkursen til Virgin Orbit og avstandstakingen fra Virgin Galactic av grunnlegger Richard Branson har skadet selskapets image blant investorer, noe som har resultert i en kraftig fallende aksjekurs i 2023 og 2024.

Samtidig viser tidligere kunders tilfredshet, en klar plan for et lønnsomt design (Delta‑shuttles), og en lang venteliste av potensielle kunder at selskapet fortsatt kan være levedyktig selv uten å hente inn mer kapital. Så mye vil avhenge av suksessen med å utvikle, produsere og operere Delta‑shuttle og oppnå dette før slutten av 2025.

Hvis dette er tilfelle, vil den mye lavere verdsettelsen skape en mulighet for investorer til å kjøpe selskapets aksjer til en rabatt.

2. Ginkgo Bioworks

DNA Prisdiagram

Selskapet produserer organismer på forespørsel for spesifikke anvendelser, inkludert biomedisinske anvendelser og industrielle og materialvitenskapsprogrammer. Det har også en stor biosecurity‑segment, som blomstret under pandemien.

I de fleste tilfeller brukes en form for rettet evolusjon i produksjon og utvelgelse av Ginkgos produkter. Hvis menneskeheten blir seriøs med å kolonisere Mars, kan Ginkgos spesialisering i å lage tilpassede organismer gjennom genetisk engineering og rettet evolusjon gjøre dem til en hovedentreprenør og partner for disse prosjektene.

Ginkgo Bioworks (DNA ) har de siste årene diversifisert sitt anvendelsesområde bredt, med mange forskningsprogrammer og partnerskap:

Den tjener penger ved å bli betalt på forhånd for utviklingsprosessen og deretter gjennom royalties på det ferdige produktet.

Ginkgos partnerskap utvides stadig, med:

Ginkgo Bioworks samarbeider også med alle de store landbrukskonsernene, de fleste med noen interesser i biodrivstoffproduksjon og mikrobiologi.  Noen av disse inkluderer Bayer, Cargill, Syngenta, Corteva, ADM, Exacta, og flere.

Ginkgos erfaring med skreddersydde design av genetiske sekvenser, organismer og utvelgelse, samt innen biosecurity‑overvåkning, gjør dem til en nøkkelleverandør for enhver industri som ønsker å utnytte enzymer og antistoffer for sine spesifikke anvendelser.

Som tjenesteleverandør er Gingko godt posisjonert til å dra nytte av veksten i den syntetiske biologi‑industrien som helhet.

mm

Jonathan er en tidligere biokjemisk forsker som har arbeidet med genetisk analyse og kliniske studier. Han er nå aksjeanalytiker og finansskribent med fokus på innovasjon, markedssykluser og geopolitikk i sin publikasjon 'The Eurasian Century'.⁣⁣⁣​⁣