Już teraz naukowcy są przekonani, że w przyszłości wizyta człowieka na odległych planetach (lub ich księżycach) będzie możliwa. Pierwszą z nich, którą odwiedzi człowiek, będzie Mars. Realnie, może się to stać nawet za 20 lat. Zanim jednak to nastąpi, naukowcy muszą opracować system podtrzymywania życia w kosmosie, który pozwoli na tak długą podróż. Rozwiązanie, które wytworzy tlen, wodę i pokarm załodze, będzie oparte właśnie na biotechnologii. O wyzwaniach, jakie stoją przed naukowcami i możliwościach, jakie zapewni stworzenie takiego systemu Justyna Barys opowie podczas 19. edycji Central European BioForum.

Zainteresowanie Czerwoną Planetą nie słabnie już od ponad pół wieku. Pierwsze udane lądowanie sondy na tej planecie odbyło się już w 1976 roku. Zaledwie 7 lat po pierwszym lądowaniu człowieka na Księżycu. Naukowcy przewidują, że być może już za 20 lat uda się wysłać ludzi na Marsa.

Według szacunków, misja, która pozwoli dokładnie zbadać Marsa może potrwać nawet 3 lata. Zapewnienie odpowiednich zapasów dla załogi na tak długi czas będzie niemożliwe. Teraz człowiek jest w stanie przetrwać w kosmosie kilka miesięcy bez dostaw z Ziemi. Na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS) statki z jedzeniem, wodą, powietrzem, eksperymentami naukowymi oraz niezbędnymi częściami zamiennymi są wysyłane średnio co 3 miesiące.

– Jak dotąd najdłuższa przerwa w dostawach z Ziemi na ISS trwała 8 miesięcy (od października 2014 do czerwca 2015 r.) ze względu na awarię trzech różnych rakiet mających wynieść ładunek na orbitę okołoziemską – opowiada biotechnolog Justyna Barys. – Zapasy pozwoliły oczywiście załodze ISS na przetrwanie przerwy w dostawach.

W przypadku lotów na Marsa lub kolejne planety Układu Słonecznego, wysyłanie dostaw z Ziemi byłoby zbyt kosztowne i długotrwałe. Naukowcy z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) pracują więc nad systemem, który ma zapewnić astronautom wszystkie niezbędne do życia substancje: wodę, tlen i jedzenie.

– System MELiSSA będzie bioregeneracyjny, czyli będzie wykorzystywał odpady w celu wytworzenia niezbędnych produktów – dodaje Barys. – Aktualnie Agencja opracowuje taki system na Ziemi. Kiedy uda nam się stworzyć zamknięty obieg, następnym krokiem będzie zaprojektowanie systemu, który będzie można wykorzystać w warunkach kosmicznych. Myślę, że może to potrwać jeszcze około 20 lat.

Astronauci, którzy w przyszłości polecą na Marsa będą mieszkali w zamkniętej bazie kosmicznej. Ciśnienie, temperatura i skład atmosfery będą w niej odgórnie ustalone. Aby uniknąć kosztownych dostaw z Ziemi, niezbędne będzie wykorzystanie bioregeneracyjnego systemu podtrzymywania życia, takiego jak MELiSSA, który umożliwi astronautom wyprodukowanie wszystkiego na miejscu.

– Obecnie największym wyzwaniem projektu MELiSSA jest zamknięcie obiegu, w którym odpady będą wykorzystywane do produkcji wody, tlenu i pożywienia. W takim obiegu oczywiście niemożliwa będzie regeneracja odpadów w 100%, ale chcielibyśmy, aby ten procent był jak najwyższy – wyjaśnia Justyna Barys. – W przyszłych latach kolejnym dużym wyzwaniem będzie przeniesienie opracowanych technologii z Ziemi w kosmos.

Opracowanie takiego systemu, otworzy drogę do eksploatowania kolejnych planet. Niewykluczone, że w dalszej przyszłości będą możliwe loty na znacznie dalej położone planety i księżyce. – Z racji tego, że taki system będzie mieścił się w szczelnie zamkniętym pomieszczeniu, zasada jego działania powinna być podobna na Ziemi, Księżycu czy też Marsie – opowiada ekspert. – Czynnikami, jakie na pewno wpłyną na opracowanie konkretnego systemu dla danej planety czy stacji kosmicznej będą głównie wartość grawitacji oraz poziom promieniowania kosmicznego.

Czy zatem kolonizacja Czerwonej Planety jest realną wizją przyszłości? – Uważam, że wizyta człowieka na Marsie oraz stworzenie tam dla niego warunków do życia będzie możliwe. Ale czy jego kolonizacja? Trudno powiedzieć – odpowiada doktorantka.

Największą przeszkodą byłoby życie w zamknięciu. Ludzie, którzy zdecydowaliby się na życie na Marsie musieliby przebywać w specjalnie dostosowanych do tego pomieszczeniach. Na zewnątrz można by było wyjść jedynie w skafandrze. W naszym Układzie Słonecznym to właśnie Mars jest najbardziej przyjazną dla człowieka planetą. 

– W przyszłości być może ludzkość skupi się bardziej na eksploracji księżyców Układu Słonecznego, nie planet. Wiele księżyców Układu Słonecznego stanowi interesującą alternatywę. Do tych ciał niebieskich należą m.in. galileuszowe księżyce Jowisza (Io, Europa, Ganimedes i Kallisto) oraz Tytan – księżyc Saturna. Tytan jest szczególnie ciekawym miejscem. Jako jedyny księżyc Układu Słonecznego posiada atmosferę. Co więcej, występują na nim zjawiska pogodowe – wylicza Barys. – Odkryto na nim również występowanie jezior z metanem. Tytan jest jednak bardzo zimnym księżycem, ze względu na dużą odległość od Słońca. Na chwilę obecną Mars jest najciekawszym miejscem do zdobycia w Układzie Słonecznym.

Prelekcji Justyny Barys: „The future of bioregenerative life support systems in space: Overview of the MELISSA project”, będzie można wysłuchać podczas 19. edycji Central European BioForum.