علماء يبتكرون نظاماً بيولوجياً لتحويل غبار المريخ إلى غذاء وأكسجين

في إنجاز علمي مثير، نجح فريق من الباحثين في تطوير نظام بيولوجي قادر على تحويل غبار المريخ إلى مصدر غذاء وأكسجين لرواد الفضاء في المستقبل، وهو اختراع يعد خطوة كبيرة نحو جعل البعثات الفضائية إلى المريخ أكثر استدامة.

نظام بيولوجي لتحويل غبار المريخ إلى غذاء وأكسجين

تعتمد هذه التقنية على استخدام نوع من البكتيريا الزرقاء، المعروفة بقدرتها على العيش في ظروف قاسية، لاستخلاص العناصر الغذائية من الغبار الغني بالمعادن على المريخ، وتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين.

أجريت هذه التجارب في ظروف معملية خاضعة للتحكم على الأرض، حيث استخدم الباحثون مادة تحاكي تربة المريخ تماماً، وقاموا بزراعة البكتيريا الزرقاء باستخدام هذا الغبار الاصطناعي وغاز ثاني أكسيد الكربون فقط.

تجارب معملية ناجحة لاستخدام البكتيريا الزرقاء

بعد الحصول على كمية كافية من البكتيريا الزرقاء، واجه العلماء تحدياً يتمثل في تحويلها إلى سماد تستفيد منه النباتات، وقد وجدوا الحل في عملية تسمى “التخمير اللاهوائي”.

اكتشف الفريق أن تسخين الكتلة الحيوية قبل التخمير يسرع عملية التحلل، وأن الحفاظ على درجة حرارة 35 درجة مئوية يعطي أفضل النتائج، كما أن تحقيق التوازن الصحيح يضمن إنتاج كمية كافية من الأمونيوم، وهو عنصر غذائي أساسي للنباتات.

آفاق جديدة للاستفادة من الموارد الفضائية

عند اختبار السماد الناتج على نبات “اللمنة” أو “عدس الماء (Lemna sp)”، وهو نبات مائي سريع النمو وغني بالبروتين ويستهلك بالفعل في بعض مناطق العالم، كانت النتائج مبهرة، فقد أنتج غرام واحد فقط من البكتيريا الزرقاء المجففة ما يكفي من المغذيات لزراعة 27 غراماً من النباتات الطازجة الصالحة للأكل.

أنتجت عملية التخمير أيضاً غاز الميثان، وهو غاز غني بالطاقة يمكن احتجازه واستخدامه كوقود، ما يوفر مصدر طاقة إضافياً لرواد الفضاء، ويفتح آفاقاً جديدة للاستفادة من الموارد المحلية على المريخ.

يشير هذا البحث إلى مستقبل يمكن فيه لرواد الفضاء الاعتماد بشكل أقل بكثير على الأرض، فمن خلال الجمع بين الكائنات الدقيقة والغبار المحلي والعمليات البيولوجية البسيطة، قد يكون من الممكن إنشاء أنظمة دائرية مغلقة تنتج الغذاء والأكسجين وحتى الطاقة على المريخ.

قال تياغو رامالهو، الباحث الرئيسي وطالب الدكتوراه في جامعة بريمن: “يمكنك أن تتخيل حديقة خضروات على المريخ تدار بالكامل بالموارد المحلية، دون الحاجة لجلب التربة أو الأسمدة أو الماء. وهذا الاكتفاء الذاتي مهم لجعل المستوطنات المريخية المستقبلية مستدامة قدر الإمكان”.

مع ذلك، فإن العمل لم يكتمل بعد، فقد أجريت هذه التجارب في ظروف خاضعة للتحكم على الأرض، وليس في ظروف المريخ القاسية التي تشمل الإشعاعات العالية والجاذبية المنخفضة ودرجات الحرارة القصوى.

يهدف الباحثون بعد ذلك إلى اختبار هذا النظام ودمجه مع تقنيات الدعم الحيوي الأخرى، للاقتراب أكثر من تحقيق بيئة معيشية مكتفية ذاتياً بالكامل، وإذا نجح ذلك، فيمكن استخدام النهج نفسه أيضاً في الزراعة المستدامة على الأرض، خاصة في المناطق التي تعاني من رداءة جودة التربة.

نشرت الدراسة في دورية Chemical Engineering Journal، وتعتبر هذه النتائج خطوة مهمة في سبيل استكشاف الفضاء وتأسيس مستعمرات بشرية على المريخ.

من المهم ملاحظة أن هذه التقنية لا تعتمد فقط على إمكانية زراعة النباتات على المريخ، ولكنها أيضاً تفتح المجال لاستخدام الموارد المحلية لتحقيق استدامة بيئية أكبر للبعثات الفضائية.

تعد هذه الابتكارات جزءاً من الجهود المستمرة لتطوير تقنيات جديدة للاستفادة من الموارد الفضائية، وتقديم حلول مبتكرة لمشاكل استكشاف الفضاء.

في المستقبل، يمكن أن تشكل هذه التقنيات أساساً لإنشاء محطات بحثية دائمة على المريخ، أو حتى مستعمرات بشرية تستطيع النمو والاستمرار بفضل الاستفادة من الموارد المحلية.

من الجانب الآخر، يمكن أن تسهم هذه الابتكارات في تطوير الزراعة المستدامة على الأرض، حيث يمكن استخدامها لتحسين جودة التربة وزيادة إنتاجية المحاصيل في المناطق التي تعاني من ظروف زراعية صعبة.

تجدر الإشارة إلى أن هذه الدراسة تعكس التطور المستمر في مجال علوم الفضاء والتقنيات البيئية، وتشير إلى إمكانيات هائلة للاستفادة من الموارد الفضائية في المستقبل.

في النهاية، يعتبر هذا الاكتشاف خطوة مهمة نحو تحقيق الحلم القديم باستكشاف الفضاء وتأسيس مستعمرات بشرية على الكواكب الأخرى، ويفتح آفاقاً جديدة للاستكشاف والاكتشاف في الكون.