Rymden
Hur syntetiska lavar kan bygga självväxande Marsbaser
Bygga med marsdamm
In the past ten years, the radical progress made by SpaceX and other private space companies has made a lot of space projects move from science fiction to likely reality during our lifetime.
Under de senaste tio åren har den radikala utvecklingen som SpaceX och andra privata rymdföretag gjort gjort att många rymdprojekt har gått från science fiction till sannolikt verklighet under vår livstid.
En av dem är etableringen av permanenta befolkade baser på månen och Mars. Faktorn här är att kostnaden för att nå omloppsbana och djup rymd har delats med 10, vilket gör många idéer nu praktiska.
Det är sannolikt att de första modulerna i en bas, till viss del, kommer att likna antarktiska baser, med många prefabricerade system som bara placeras på plats, eller återanvänds från återvunna material, som till exempel tomma rakettankar eller grävda tunnlar.
På längre sikt kommer andra material att behövas för att gå förbi de första 10 astronauterna och bygga större anläggningar. Och även om de flesta anläggningarna blir begravda, kommer många yttre byggnader fortfarande att behövas.
Idealiskt sett kommer deras konstruktion att kräva användning av lokala resurser för 99 % av byggandet, med endast komplexa maskiner, elektronik eller sällsynta metaller importerade från jorden.
En idé skulle vara att använda den lokala dammen, sanden och stenarna som byggmaterial för att skapa större och mer strålningsskyddade habitat. Forskare vid University of Nebraska–Lincoln och Texas A&M University kan ha hittat ett sätt att blanda marsdamm och mikroorganismer för att skapa ett biomaterial som limmar ihop de lokala mineralerna till en användbar struktur.
They published their findings in the Journal of Manufacturing Science and Engineering1, under the title “Biotillverkning av konstruerade levande material för marskonstruktion: Design av den syntetiska gemenskapen”.
Hur man bygger på Mars
When discussing the construction of any kind on Mars, the list of requirements is rather daunting:
- Robust struktur som kan motstå mikrometeoriter.
- Lufttäta väggar och fogar håller andningsbar luft inne och den mycket tunna dammen ute, trots den mycket låga atmosfärstrycket.
- God termisk isolering, eftersom den genomsnittliga marstemperaturen är -65°C/-85°F, och mycket kallare på vintern, på natten och/eller i polarområdena.
- Hållbarhet, eftersom alla bygginsatser är mycket dyra och varje fel skulle kräva att habitatet överges.
An option, not only on Mars but also back on Earth, would be to 3D print (additive manufacturing) entire buildings. However, the lack of water, the need for human labor, and the uncertain conditions on Mars make it difficult to be sure the technique would work, at least as it is understood so far.
“Genom 3D‑skrivning kan ett brett spektrum av strukturer tillverkas, såsom byggnader, hus och möbler.”
Bonding Martian regolith particles, including magnesium-based, sulfur-based, and a geopolymer creation. Yet all the methods require significant human assistance and thus are not feasible with the obvious lack of manpower on Mars.
Använda lavar som byggmaterial på Mars
På jorden är lavar bland de tuffaste organismerna, kapabla att överleva med bara lite fukt i luften och de sällsynta näringsämnen som finns i svävande damm, vilket gör att de kan överleva i de mest ogästvänliga miljöerna som öknar och bergstoppar.
De är också extremt strålningsresistenta, toleranta mot uttorkning, och överlag den första organismen som sannolikt kan överleva på Mars, eller åtminstone på en något terraformerad Mars.
Hur lavar uppnår detta genom att förena svampens tålighet med algernas förmåga att producera mat och energi från solljus, i en syntetisk symbiotisk organism.
Källa: Ecobiohub
Detta gör också lavar till en bra modell att efterlikna för att skapa alla typer av biomaterial på Mars, eftersom de kan växa under mindre än ideala förhållanden.
Denna idé har redan undersökts, med hänsyn till bakteriell biomineralisering för att binda sandpartiklar till murverk, ureolytiska bakterier för att främja produktionen av kalciumkarbonat för att göra tegel, samt NASAs utforskning av användning av svampmycelium som bindemedel.
Dock var varje experiment begränsat till en enda art eller stam; därför kräver deras överlevnad en kontinuerlig tillförsel av näringsämnen, vilket innebär att yttre intervention behövs. Återigen gör bristen på arbetskraft på Mars detta utmanande.
Hur syntetiska lavar kan möjliggöra marskonstruktion
Forskarna i Texas och Nebraska insåg att en mycket mer autonom mikrobiell aktivitet krävdes för eventuala praktiska tillämpningar.
De blandade flera organismer, där varje kompletterade den andra, på samma sätt som alger och svampar gör i lavar.
“Vi kan bygga en syntetisk gemenskap genom att efterlikna naturliga lavar. “Vi har utvecklat ett sätt att skapa syntetiska lavar för att producera biomaterial som limmar ihop marsregolitpartiklar till strukturer.”
Dessa syntetiska lavar använder dock cyanobakterieceller (rödfärgade fluorescerande celler) istället för alger, eftersom dessa fotosyntetiska bakterier är ännu tuffare och mer oberoende av externa insatser.
Källa: Phys.org
De mikroskopiska filamentösa svamparna skapar bindemedel, som limmar ihop stora mängder biomineraler och bildar kärnan från vilken byggmaterial kan odlas.
Cyanobakterierna producerar socker, syre och energi för att föda svamparna samtidigt som de skyddas av dem.
Det är inte allt. Förutom värme, syre och andningsbar luft är den marsianska jorden också mycket fattig på kväve (nitrat och ammoniak), en nyckelkomponent för biomolekyler som proteiner, DNA och RNA. Dessa cyanobakterier kan även fixera atmosfäriskt kväve till en biokompatibel form.
Källa: British Ecological Society
Forskarna demonstrerade att systemet växer med endast en simulering av marsregolit, luft, ljus och ett oorganiskt vätskemedium som vatten. Med andra ord behövs ingen arbetskraft, och endast grundläggande material som finns över hela Mars krävs.
“Potentialen för denna självväxande teknik att möjliggöra långsiktig extraterrestrisk utforskning och kolonisation är betydande.”
Framtiden för syntetiska lavar för Mars‑habitat
Nästa steg blir att använda denna artificiella lav för att skapa en regolitbläck (3D‑skrivbläck gjort av Mars yta) för att skriva ut bio‑strukturer med 3D‑skrivtekniken direct ink writing.
När regolitbläckskonceptet har bevisats fungera med en 3D‑skrivare behövs även en prototyp i större skala för att konstruera den typ av bygg‑3D‑skrivare som krävs för marsbaser.
Eftersom systemet själv odlar byggmaterial med endast damm och sten, solljus, marsisk luft och begränsade mängder vatten, kan det användas för att massproducera regolitbläck innan astronauternas landning, och till och med för att skriva ut de första skydden i förväg med fjärrstyrda robotar som utför 3D‑skrivningen.
I vilket fall som helst kommer dessa Mars‑uppdrag att behöva startfordon för att nå den röda planeten, och några företag leder utvecklingen av nya återanvändbara raketer.
Investera i rymdsektorn
Rocket Lab
(RKLB )
Rocket Lab är en av de mest seriösa konkurrenterna på marknaden för återanvändbara raketer. Företaget har initialt fokuserat på små raketer, med Electron‑uppskjutningssystemet (320 kg nyttolast), som gradvis omvandlas till en delvis återanvändbar raket. Hittills har Electron satt upp 177 satelliter i 44 uppskjutningar.
Senare planerar Rocket Lab att skapa en mellanstor återanvändbar raket, Neutron, jämförbar med Falcon 9 (8 000 kg till låg jordbana – LEO – i fullt återanvändbart läge, 1 500 kg till Mars eller Venus). Neutron kommer att drivas av en metangaseldande raketmotor (likt Starship), vilket verkar vara trenden för nästa generation av raketer.
Källa: Rocket Lab
Företaget är anmärkningsvärt för sin helt vertikalt integrerade satellittillverkningsprocess, vilket möjliggör optimering av kostnader och designhastighet.
Detta har lett till flera kontrakt med NASA och den amerikanska regeringen, inklusive ett militärt satellitkontrakt på 515 M$. Och ett civilt kontrakt på 143 M$ för Globalstar.
Rocket Lab är också en stor tillverkare av solpaneler för satelliter efter sina förvärv av SolAero Technologies 2022, med över 1000 satelliter som drivs av dessa paneler och totalt 4 MW solceller tillverkade.
Källa: Rocket Lab
För närvarande är deras uppskjutningssystem beroende av externa leverantörer, men en serie strategiska förvärv bör förändra detta, genom att replikera den vertikala integrationen i uppskjutningssystemet som redan uppnåtts i satellitdesign och -tillverkning.
Företaget undersöker också möjligheten att skapa en telekom‑LEO‑konstellation för att generera återkommande intäkter. Det bidrar också till forskning om tillverkning i rymden med Varda Space Industries och om inspektion av rymdskrot.
Medan SpaceX hade Elon Musks affärstalang för att utveckla sin teknik från grunden, använde Rocket Lab en blandning av forskning och utveckling samt förvärv för att vertikalt integrera den nödvändiga tekniken. Detta har visat sig mycket framgångsrikt inom satellittillverkning, och de ser nu till att replikera denna strategi för återanvändbara raketer.
Med tanke på det befintliga kassaflödet från satellittillverkning och Electrons framgångar är Rocket Lab en bra kandidat att komma ikapp SpaceX:s försprång.
För dem som är intresserade av att investera i detta företag, se till att titta på de bästa aktiemäklarna i din region (t.ex. för USA, UK, Canada och Australia) eller vår artikel om de 10 bästa investeringsapparna, samt vår fullständiga rapport om Rocket Lab.
Senaste nyheter och utveckling för Rocket Lab (RKLB) aktier
Studie refererad:
1. Nisha Rokaya, Erin C. Carr, Richard A. Wilson, Congrui Jin. Biotillverkning av konstruerade levande material för marskonstruktion: Design av den syntetiska gemenskapen. J. Manuf. Sci. Eng. Aug 2025, 147(8): 081008 (10 sidor). https://doi.org/10.1115/1.4068792
