Si los humanos van a vivir fuera de la Tierra, necesitarán construir hábitats. Pero transportar suficiente material industrial para crear espacios habitables sería increíblemente difícil y costoso. Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS) creen que existe una mejor manera: la biología.
Un equipo internacional de investigadores, dirigido por Robin Wordsworth, profesor de Ciencias Ambientales e Ingeniería de la Cátedra Gordon McKay y profesor de Ciencias de la Tierra y Planetarias, ha demostrado que es posible cultivar algas verdes dentro de refugios hechos de bioplásticos en condiciones similares a las de Marte. Los experimentos son un primer paso hacia el diseño de hábitats sostenibles en el espacio que no requerirán traer materiales de la Tierra.
“Si tienes un hábitat compuesto de bioplástico y crecen algas en su interior, estas podrían producir más bioplástico”, explicó Wordsworth. “Así, se crea un sistema de circuito cerrado que puede autosostenerse e incluso crecer a lo largo del tiempo”.
La investigación se publica en Science Advances.
COMO EN MARTE.
En experimentos de laboratorio que recrearon la tenue atmósfera de Marte, el equipo de Wordsworth cultivó un tipo común de alga verde llamada Dunaliella tertiolecta. Las algas prosperaron dentro de una cámara de crecimiento impresa en 3D hecha de un bioplástico llamado ácido poliláctico, capaz de bloquear la radiación UV a la vez que transmitía suficiente luz para permitir la fotosíntesis.
Las algas se mantuvieron a una presión atmosférica de 600 pascales similar a la de Marte (más de 100 veces inferior a la terrestre) y en un entorno rico en dióxido de carbono, a diferencia del predominantemente nitrógeno y oxígeno terrestre. El agua líquida no puede existir a presiones tan bajas, pero la cámara de bioplástico creó un gradiente de presión que estabilizó el agua en su interior. Los experimentos apuntan a los bioplásticos como potencialmente clave para la creación de sistemas renovables que permitan mantener la vida en un entorno sin vida.
El concepto que demostraron los investigadores se acerca más a cómo crecen los organismos de forma natural en la Tierra y contrasta con un enfoque industrial que utiliza materiales costosos de fabricar y reciclar.
HUMANOS VIVIENDO EN EL ESPACIO
El equipo de Wordsworth demostró previamente un tipo de terraformación marciana local utilizando láminas de aerogeles de sílice que imitan el efecto invernadero de la Tierra para permitir el crecimiento biológico. Una combinación de los experimentos con algas con los aerogeles resolvería los problemas de temperatura y presión que favorecen el crecimiento de plantas y algas, afirmó Wordsworth, y podría allanar el camino hacia la existencia extraterrestre.
A continuación, Wordsworth añadió que los investigadores quieren demostrar que sus hábitats también funcionan en condiciones de vacío, lo que sería relevante para aplicaciones lunares o en el espacio profundo. Su equipo también planea diseñar un sistema operativo de circuito cerrado para la producción de hábitats.
“El concepto de hábitats biomateriales es fundamentalmente interesante y puede ser útil para los humanos que viven en el espacio”, afirmó Wordsworth. “A medida que este tipo de tecnología se desarrolle, tendrá beneficios derivados para la tecnología de sostenibilidad también en la Tierra”.
La investigación contó con el apoyo de la beca del Centro Leverhulme para la Vida en la Universidad, la Beca Orígenes de la Vida de Harvard y la Fundación Nacional de Ciencias (NSF-2100509). Los coautores fueron Rafid Quayum, Elida Kocharian, Ann Pearson, Xavier Portillo, Madeleine Yang, Charles S. Cockell, Shannon Nangle y George Church.
SÍLICA.
Investigadores de la Universidad de Harvard, de Edimburgo y de la NASA, sugieren que regiones de la superficie marciana podrían hacerse habitables con un material —el aerogel de sílice— que imita el efecto invernadero atmosférico terrestre. Mediante modelos y experimentos, los investigadores demuestran que un escudo de aerogel de sílice de dos a tres centímetros de espesor podría transmitir suficiente luz visible para la fotosíntesis, bloquear la peligrosa radiación ultravioleta y elevar permanentemente la temperatura subyacente por encima del punto de fusión del agua, todo ello sin necesidad de ninguna fuente de calor interna.
A diferencia de los casquetes polares de la Tierra, que están compuestos de agua congelada, los casquetes polares de Marte son una combinación de hielo de agua y CO2 congelado. Al igual que en su forma gaseosa, el CO2 congelado permite la penetración de la luz solar, a la vez que retiene el calor. En verano, este efecto invernadero en estado sólido crea bolsas de calentamiento bajo el hielo.
Los aerogeles de sílice son 97 % porosos, lo que significa que la luz se transmite a través del material, pero las nanocapas interconectadas de dióxido de silicio reducen considerablemente la radiación infrarroja y la conducción del calor. Estos aerogeles se utilizan actualmente en diversas aplicaciones de ingeniería, incluyendo los vehículos de exploración de Marte de la NASA.