"Мы используем биологию как технологию уже тысячи лет, с ее помощью мы получаем одежду и строим дома. Было бы безумием думать, что на Марсе мы выберем какой-то другой путь", – заявила астробиолог принадлежащего NASA исследовательского центра Эймса в Калифорнии Линн Ротшильд.
"На Марсе нам придется использовать для выживания то, что мы найдем на месте. Я думаю, что для этого нам потребуется биология", – поддерживает ее астробиолог римского университета Тор Вергата Сиприен Версо.
В наши дни микробиология широко используется человечеством для решения самых разных задач. Поэтому отказываться от нее при освоении планет Солнечной системы, действительно, было бы странно. Выгоды, которые сулит использование земных микроорганизмов на Красной планете, очевидны – вместо того, чтобы полагаться исключительно на поставки с Земли, марсиане смогут производить все необходимое прямо в своем новом доме. Спектр применения микробов, как полагают исследователи, будет весьма широк – ведь некоторые уже известные науке бактерии вполне способны использовать ограниченные ресурсы Марса, чтобы поддерживать простые экосистемы, помогая росту растений. Другие бактерии могут производить кислород, разлагать органические отходы, вырабатывать нужные в хозяйстве материалы и даже добывать металлы.
"Именно микробам доверят производить кислород, энергию и пищу для будущих марсиан"
Пожалуй, начинать освоение Марса придется именно с кислорода. Сегодня на Земле его производят главным образом зеленые растения – травы, деревья, водоросли. Но миллиарды лет назад первыми фотосинтезирующими организмами нашей планеты были цианобактерии – сине-зеленые водоросли, насыщавшие первичную атмосферу кислородом в качестве побочного продукта своей жизнедеятельности. Сегодняшний свежий воздух, пригодный для дыхания, во многом является результатом работы тех самых цианобактерий. Нет оснований сомневаться в том, что и Марсу они со временем обеспечат вполне комфортную для человека атмосферу.
Одним лишь производством кислорода польза от цианобактерий не исчерпывается. Некоторые модифицированные их виды уже сегодня способны вырабатывать биотопливо, материалы со свойствами, аналогичными пластику, и даже продукты питания. Ну а то, что сыр, вино и йогурт производятся при самом активном участии микроорганизмов, все и так давно знают.
"Cпециализацией земных микробов на Марсе станет добыча полезных ископаемых"
Некоторые виды бактерий уже сегодня используют в добыче различных металлов, таких как как медь и золото. Этот процесс, получивший название биомайнинга (biomining), основан на способности микроорганизмов разлагать руды. Например, медь в них содержится в химически связанном виде, а бактерии существенно облегчают ее извлечение из породы.
Даже строительные материалы колонисты с Земли смогут получать благодаря микрооорганизмам – некоторые из них умеют склеивать песок так, что образуются прочные комки и корки. Если вездесущая марсианская пыль будет переработана таким образом, она станет отличным подспорьем строителям на Красной планете.
Все, что было сказано до сих пор, касается уже существующих бактерий. Но нужды марсианских поселений могут потребовать и новых, генетически модифицированных видов микроорганизмов. Они, например, смогут производить лекарства вроде инсулина, антибиотики и даже материалы, такие как шелк и каучук. Исследования в этом направлении уже ведутся в различных научных лабораториях.
"Отдельное преимущество микроорганизмов в колонизации Марса – легкость, с которой их можно доставить к новому месту работы"
Космические путешествия дороги, и вывод только на земную орбиту банки кока-колы стоит сегодня порядка десяти тысяч долларов. Бактерии же занимают очень мало места и способны самостоятельно наращивать свою численность, что делает их идеальными космическими путешественниками – ведь затраты на их перевозку окажутся совершенно ничтожными по сравнению со стоимостью отправки на Марс колонистов-людей.
Серьезными помощниками для бактерий на Марсе некоторые ученые называют лишайники. Эти неприхотливые ассоциации из вступивших в симбиоз водорослей и грибов неплохо чувствуют себя в самых суровых уголках Земли. Вполне могут расти они и в защищенных местах марсианских баз – где достаточно света, воды и тепла. Первый претендент уже определен – это высокогорный лишайник Pleopsidium chlorophanum, хорошо показавший себя в биологическом эксперименте, имитировавшем марсианские условия среды.
"Природные условия Марса теоретически допускают возникновение и существование на планете собственных живых существ2
Впрочем, реализация марсианского микробиологического проекта сопряжена с некоторыми сложностями. Одна из них – чисто этическая. По мнению современной науки, природные условия Красной планеты теоретически допускают возникновение и существование на ней собственных живых существ. "Будет огромной трагедией, если получится так, что на Марсе имелись какие-то формы своей, марсианской жизни, а мы загрязнили планету земными бактериями и уничтожили местные", – предупреждает Ротшильд.
Избежать этого сценария на практике будет чрезвычайно сложно – ведь внутри каждого человека живет огромное количество самых разнообразных бактерий, вирусов и других микроорганизмов. "У каждого из нас есть особый, человеческий микробиом. Если вы пошлете людей на Марс, вы не сможете их предварительно полностью стерилизовать", – уверена старший научный сотрудник института SETI Маргарет Рейс, занимающаяся поисками внеземного разума. Как защитить гипотетических марсиан от землян, ученым пока непонятно.
Но, возможно, такие опасения напрасны, да и вообще планы сделать Марс пригодным для жизни с помощью земных микробов пока остаются только планами. Ведь четвертая от Солнца планета отличается достаточно сложным с нашей точки зрения климатом. Прямо скажем, Марс является ужасным местом для жизни, хотя земные микроорганизмы это остановить не сможет. Так, гравитация всего в 38% от земной вряд ли помешает их существованию. Солнечного света на поверхности Марса вполне достаточно для фотосинтеза, а значит – и для производства кислорода.
"Марс является ужасным местом для жизни"
Хуже обстоит дело с другими показателями. По последним данным, средняя температура на поверхности планеты – всего -62 градуса по Цельсию. Из-за сильно разреженной атмосферы давление составляет лишь 1% от земного. Для бактерий это не страшно, но вот защиты от солнечной радиации на Марсе, в отличие от Земли, нет. Кроме того, на большей части планеты полностью отсутствует такая необходимая для жизни субстанция, как жидкая вода. Конечно, и в таких условиях земные бактерии, скорее всего, не погибнут – они просто перейдут в неактивное состояние, покроются защитной оболочкой и будут ждать, пока окружающая среда не станет более благоприятной. Но нам-то нужно заставить их работать…
Поэтому наиболее перспективным местом для размещения бактериальных ферм ученые считают природные пещеры, уже обнаруженные кое-где на Марсе разведывательными зондами. Внутренние объемы этих пещер надежно защищены от агрессивной радиации, в них меньше перепады температуры и, вполне возможно, есть вода (хотя бы в виде водяного пара). Именно пещеры планируется заселять бактериями на первых этапах освоения Красной планеты. Альтернативой им могут послужить полярные шапки Марса, где ученые также надеются найти жидкую воду. Там, правда, еще холоднее, чем в низких широтах.
Пилотируемые полеты к Марсу NASA планирует начать в 2030 годах. Именно тогда будут подобраны места для размещения первых земных колоний – научно-исследовательских станций, оснащенных микробиологическими огородами и бактериальными производствами.