زراعة مزارع الفطر على القمر؟ خطة ناسا المليئة بالفطر | فضاء

إن الذهاب إلى الفضاء -ناهيك عن البقاء هناك- أمر مكلف وخطير. يستغرق الأمر حوالي مليون دولار لتوصيل نصف كيلوغرام (1 رطل) من المواد إلى القمر، وأكثر من ذلك إلى المريخ. وعلى طول الطريق، يجب على جميع رواد الفضاء من البشر أن ينجو من الإشعاع، والتغيرات الشديدة في الضغط ودرجة الحرارة، والنيازك الدقيقة العشوائية التي تندفع عبر الفراغ مثل الرصاص.

ووفقاً لبرنامج متنامٍ في وكالة ناسا، فإن الحل يكمن في زراعة هياكل الفطر على القمر، ثم أبعد من ذلك.

يقول كريس مورير، مؤسس الشركة: “لا يمكنك أن تأخذ الألواح أو الطوب”. البيت الأحمرتعاونت شركة هندسة معمارية مقرها كليفلاند مع وكالة ناسا لحل لغز البناء الفضائي هذا. “إذن ما الذي ستبني به؟” ومن المكلف للغاية أن تأخذ الموائل المبنية بالفعل.

ويقول إن المفهوم الذي يدرسه معظم الباحثين يسمى ISRU – استخدام الموارد في الموقع – “وهذا يعني أنك تبني بما لديك هناك، وما لديك هناك ربما يكون الماء والثرى (الغبار القمري).” “.

وتبين أن هذه الموارد الضئيلة أكثر من كافية لتغذية أنواع معينة من الفطريات، والتي يمكن بعد ذلك تحويلها إلى مواد بناء قوية بشكل مدهش أقوى من الخرسانة ولها العديد من الفوائد الإضافية.

سحر الفطريات

الجهد المبذول لاستغلال مثل هذه الفطريات – يسمى مشروع Mycotecture خارج هياكل الكوكب في الوجهة – فازت مؤخرًا بعقد المرحلة الثالثة مع وكالة ناسا، مما يعني أنها ستحصل على التمويل اللازم للاستمرار. بمعنى آخر، الفطر جاهز للإقلاع.

على الرغم من أن الآثار المترتبة على تكنولوجيا الفطر هذه أصبحت الآن فلكية بالمعنى الحرفي للكلمة، إلا أن إنشاء المادة بحد ذاتها أمر بسيط بشكل مدهش. لقد أصبح استخدام المواد القائمة على الفطر لأغراض بناءة اتجاها متزايدا في السنوات الأخيرة، وقد تم استخدامه في العديد من المجالات، من الفن إلى البناء إلى “تدوير النفايات الحيوية”.

لقد طبقته شركة مورير بالفعل لمواجهة التحديات هنا على الأرض. في ناميبيا، على سبيل المثال، تدير ريدهاوس برنامجا يستخدم المواد الفطرية لبناء مساكن للاجئي المناخ بينما تقوم في الوقت نفسه بزراعة الفطر الصالح للأكل لمعالجة المخاوف المتعلقة بنقص الغذاء.

عندما أصبحت لين روتشيلد، عالمة الأحياء الفلكية ومديرة المشروع في وكالة ناسا، على دراية بهذه الجهود الفطرية وغيرها، أدركت تطبيقاتها المحتملة لاستكشاف الفضاء. منذ ذلك الحين، حصلت التكنولوجيا الفطرية على دعم شخصيات بارزة في ناسا مثل الجيولوجي جيم هيد، الذي قام ذات مرة بتدريب رواد الفضاء لبرنامج أبولو لاستكشاف القمر، وقائد أبولو 15 ديفيد سكوت، وهو واحد من 12 شخصًا فقط ساروا على سطح القمر.

على الأرض، يقوم فريق مورير بصنع “طوب” الفطريات عن طريق تغذية أنواع مختلفة من المواد العضوية الفطرية من النباتات أو مخلفات البناء. يتم بعد ذلك تسخين المادة الناتجة وضغطها إلى كتل أقوى من الخرسانة وأفضل بكثير للبيئة.

ومع ذلك، يتم عكس هذه العملية إلى حد ما عندما يتعلق الأمر بالفضاء.

يشرح مورير قائلاً: “إن القوة لا تهم حقًا على القمر أو المريخ، لأن الجاذبية أقل بكثير، وستكون قوى البناء متجهة إلى الخارج لأنك في سفينة مضغوطة”. “بدلاً من أن تسحب الجاذبية المبنى الخاص بك، يهرب الهواء منه. لذا فأنت لا تحتاج إلى مادة جيدة لمقاومة الضغط، ولكن لقوة الشد التي يمكنها تحمل هذا الضغط.” بمعنى آخر، في الفضاء، لا تنهار المباني، بل تنهار.

تتمثل الخطة في البدء بقالب قابل للنفخ يتم فيه زراعة المواد الفطرية باستخدام مزيج من الأبواغ الفطرية والطحالب من الأرض، والتي سوف تتغذى على الماء والثرى الصخري الموجود بالفعل على القمر.

يقول مورير: «بهذه الطريقة يمكنك استخدام القليل من الأحياء والمواد المغذية الحية، ومن ثم يمكنك إضافة الكثير من الماء عندما تصل إلى هناك من الجليد تحت الأرض. سيصل هذا في النهاية إلى حوالي 90% من كتلة المبنى النهائي، وبذلك تكون قد نقلت معظم المواد إلى وجهتك، دون الحاجة إلى دفع المواد الثقيلة من الأرض.

“لقد كانت ميزة كبيرة منذ البداية. وقالت ناسا: “سيوفر لنا مليارات الدولارات، لذلك نحبه”. »

فوائد فلكية

ومع بدء البحث، تم اكتشاف فوائد رئيسية أخرى بسرعة. وتبين أن المادة الفطرية فعالة أيضًا بشكل لا يصدق في العزل من البرد وكذلك الحماية من النيازك الدقيقة والإشعاع القاتل.

يوضح ماورير أن “الإشعاعات هي العقبة الرئيسية أمام أي مهمة مأهولة”. “لهذا السبب لم نعد إلى الوراء منذ السبعينيات – لأن إرسال الناس أمر خطير للغاية. في ذلك الوقت، كنا متعجرفين تمامًا لأننا أردنا التغلب على السوفييت للوصول إلى القمر، لكن رواد الفضاء كانوا في خطر كبير طوال الوقت. ويوضح أن انفجارًا واحدًا للرياح الشمسية كان من المؤكد تقريبًا أن يسبب السرطان.

ال الميلانين في الفطرومع ذلك، فقد ثبت أنها فعالة جدًا في حماية الخلايا والحمض النووي من الإشعاع الكهرومغناطيسي الضار، بينما تعمل المادة العضوية أيضًا على إبطاء إشعاع الجسيمات وتشتيته عبر آلية لم يتم تحديدها بعد. ومهما كان السبب، يقول ماورير إن باحثي ناسا وجدوا أنهم يستطيعون حجب أكثر من 99% من الإشعاع باستخدام 8 سم فقط (3 بوصات) من المادة، وهو تحسن كبير مقارنة بالثرى الصخري، الذي يستغرق 3 أمتار (10 أقدام) لتوفير نفس الشيء. مستوى الحماية.

بالإضافة إلى ذلك، تشير التقديرات إلى أن هياكل الموائل هذه يمكن أن تتطور بسرعة كبيرة، خلال ما يقرب من 30 إلى 60 يومًا. ستتضمن العملية إنزال حزمة محكمة الغلق، بما في ذلك المرحاض وحوض المطبخ، حيث يتم نفخ الجزء الداخلي من خلال الغازات الموجودة على متن الطائرة بينما يتم ملء غلافها المطاطي بالماء وخليط من فطريات الجراثيم بالإضافة إلى الطحالب ذاتية التغذية التي تتطور وتتصلب وفقًا لظروف معينة. شكل القالب. قد لا يكون هذا الإعداد السريع مهمًا جدًا في البداية، نظرًا لأنه سيتم إعداد القوالب الهيكلية الأولى عن بُعد قبل وقت طويل من أن يتبعها البشر، لكن فريق مورير يتصور كيف يمكن نشرها لزراعة “خيام صغيرة” (خيام صغيرة) في غضون ساعات قليلة. . للأشخاص الذين يستكشفون المناظر الطبيعية الغريبة.

على الرغم من أن الاختبارات على الأرض قد أسفرت عن نتائج مبهرة، إلا أنه لا يزال من الممكن أن تنشأ تحديات غير متوقعة بمجرد إدخال هذا المفهوم إلى البيئة القاسية للفضاء.

“بشكل عام،” يعترف روتشيلد، “هناك مخاطر تكنولوجية. هل سيكون الهيكل قويا بما فيه الكفاية؟ هل سيوفر هذا حقًا العزل الذي نعتقده؟ ماذا ستكون خصائص المادة؟ هل حقا سوف تنمو بشكل جيد؟ قد لا تعرف ناسا حتى يتم وضع أول الهياكل واسعة النطاق على سطح القمر.

ولكن لا يزال يتعين علينا الانتظار لمدة عشر سنوات على الأقل. ويستعد المشروع حاليًا لإرسال نماذج إثبات المفهوم إلى السماء باستخدام محطة ستارلاب الفضائية من المقرر إطلاقها في عام 2028. ومن خلال التعاون بين Voyager وAirbus وVirgin وHilton وشركاء تجاريين وحكوميين آخرين، ستصبح Starlab المحطة الأساسية في مدار أرضي منخفض بعد إيقاف تشغيل المحطة الفضائية الحالية (ISS) في أوائل ثلاثينيات القرن الحالي.

لا يزال الشكل الدقيق للمشاريع الفطرية الأولى خارج كوكب الأرض قيد المناقشة. وفقًا لمورير، يمكن أن تكون لوحة داخلية “ستكون تجربة علمية بالإضافة إلى كونها تركيبًا للتصميم الداخلي”، أو أثاثًا بسيطًا مثل أريكة أو كرسي، أو حتى سريرًا يشبه “فندق هيلتون في السماء”. الذي يغلف النائمين لإبقائهم في مكانهم في حالة انعدام الوزن. وفي نفس الوقت تقريبًا، سيرسل البرنامج نموذجًا صغير الحجم إلى القمر للاختبار في الموقع، يليه هيكل كامل النطاق بعد بضع سنوات. وبعد ذلك المريخ.

الهياكل التي يتم بناؤها

يقول جوناثان ديسي أوليف، الأستاذ المساعد في كلية ديفيد آر رافين للهندسة المعمارية وجامعة نورث كارولينا في شارلوت ومدير مختبر MycoMatters: “إن الأمر يشبه تقريبًا الخيال العلمي”. “إنهم يقومون بعلم الأحياء الحقيقي لتخيل مستقبل محتمل.”

وهو يوافق على أن خصائص الانتشار الذاتي والحماية من الإشعاع تجعل الفطريات مثالية لاستعمار المناطق ذات الموارد المنخفضة والإشعاع العالي في المريخ والقمر، قائلًا عن مشروع ناسا: “إنهم يعملون من أجل الحصول على [structures] ينمو بمفرده من خلال التعاون بين الكائنات المتعددة، وهو أمر مثير للغاية.

“آمل أن ترى الحكومة الحاجة إلى هذا البحث ليس فقط لاستكشاف الفضاء، ولكن أيضًا هنا على الأرض.”

يقول ماورير، الذي يشارك حاليًا في مجموعة متنوعة من المشاريع الفطرية، هنا وفي السماء، إنه كان هناك منحنى تعليمي كبير في تطبيق ما اكتسبه من العمل مع الفطر على الأرض على البيئة القاسية للفضاء، حيث “المبنى يدفع إلى الخارج”. بدلاً من محاولة النزول.”

ويقول إن هذا غريب بما فيه الكفاية، لكن عليك أيضًا أن تأخذ في الاعتبار درجة غليان الماء. “بدون ضغط، حتى في درجات حرارة تحت الصفر، يغلي الماء. يعتبر الماء جزءًا لا يتجزأ من البرنامج، لذا يجب أن يكون الضغط ودرجة الحرارة وتبادل الغازات/المغذيات دقيقًا للغاية.

يهز رأسه ويضحك.

“إنه ليس علم الصواريخ تمامًا، لكنه قريب جدًا.”