НАСА в сотрудничестве с другими ведущими космическими агентствами стремится отправить свои первые полеты людей на Марс в начале 2030-х годов, в то время как такие компании, как SpaceX, могут сделать это еще раньше.
Астронавтам на Марсе понадобятся кислород, вода, еда и другие расходные материалы. Их нужно будет получать с Марса, потому что импортировать их с Земли в долгосрочной перспективе нецелесообразно. В книге «Границы микробиологии» ученые впервые показывают, что цианобактерии Anabaena можно выращивать только с использованием местных газов, воды и других питательных веществ при низком давлении. Это значительно упрощает разработку устойчивых биологических систем жизнеобеспечения.
Цианобактерии долгое время использовались в качестве кандидатов для обеспечения биологической жизнеобеспечения в космических полетах, поскольку все виды производят кислород посредством фотосинтеза, а некоторые могут превращать атмосферный азот в питательные вещества. Сложность состоит в том, что они не могут расти непосредственно в марсианской атмосфере, где общее давление составляет менее 1% от земного — от 6 до 11 гПа, что слишком мало для присутствия жидкой воды, а парциальное давление газообразного азота — от 0,2 до 0,3. гПа — слишком низкий для их метаболизма. Но воссоздание земной атмосферы было бы дорогостоящим: нужно было бы импортировать газы, в то время как система культивирования должна была бы быть прочной — следовательно, тяжелой для перевозки — чтобы противостоять перепадам давления: «Подумайте о скороварке», — говорит Версе. . Поэтому исследователи искали золотую середину: атмосферу, близкую к Марсу.
Чтобы найти подходящие атмосферные условия, Verseux et al. разработал биореактор под названием Atmos (для «Тестера атмосферы для органических систем, связанных с Марсом»), в котором цианобактерии можно выращивать в искусственной атмосфере при низком давлении . Любой ввод должен поступать с самой Красной планеты: помимо азота и углекислого газа, газов, присутствующих в марсианской атмосфере, и воды, которую можно добывать изо льда, питательные вещества должны поступать из «реголита», пыли, покрывающей планеты и луны, похожие на Землю. . Марсианский реголит богат питательными веществами, такими как фосфор, сера и кальций.