สร้างฐานบนดาวอังคารด้วย "การสังเคราะห์ชีวภาพ"

Image: Daniel Bayer/Polaris/Eyevine
การตั้งรกรากบนดาวเคราะห์อันห่างไกลจากโลกจำต้องพึ่งอาหาร เชื้อเพลิง และวัสดุแข็งสำหรับสร้างที่อยู่อาศัย แต่การขนส่งสิ่งของจำเป็นเหล่านี้โดยตรงจากโลกยังคงเป็นเรื่องยาก เพราะต้องใช้พื้นที่มหาศาลของยานอวกาศรวมทั้งงบประมาณที่สูงลิ่ว อย่างไรก็ตามปัญหานี้อาจแก้ไขได้ด้วย “การสังเคราะห์ชีวภาพ” โดยให้มนุษย์อวกาศเดินทางไปพร้อมกับจุลินทรีย์ซึ่งมีน้ำหนักน้อยมาก และมีขนาดเล็กมากจนแทบไม่กินพื้นที่บนยานอวกาศเลย เมื่อยานไปถึงจุดหมาย... จุลินทรีย์เหล่านี้ (ซึ่งต้องปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมใหม่ได้) จะถูกเลี้ยงให้เพิ่มจำนวนบนดาวเคราะห์ดวงใหม่ และผลิตผลที่เกิดจากจุลินทรีย์นี่เองจะถูกใช้เป็นอาหาร แหล่งเชื้อเพลิง และอิฐบล็อกสำหรับก่อสร้างที่พักพิงบนนั้น

ปัจจุบัน NASA กำลังสานฝันนี้ให้เป็นจริงภายใต้โครงการ Synthetic Biology Initiative ก้อนชีวภาพบรรจุยีนที่เรียกว่า “Biobricks” จะถูกสร้างขึ้นเพื่อทำหน้าที่เปลี่ยนจุลินทรีย์ให้มีลักษณะจำเพาะ เช่น กระตุ้นให้แบคทีเรียสร้างโมเลกุลที่ทนความหนาวเหน็บได้ เป็นต้น ดังนั้น Biobricks จึงเปรียบเสมือนต้นแบบคุณลักษณะที่ต้องการซึ่งสามารถนำไปใส่ในจุลินทรีย์หรือแบคทีเรียเพื่อเพิ่มลักษณะเฉพาะนั้น ๆ ให้กับพวกมัน โดยมีจุดประสงค์เพื่อใช้ผลผลิตของพวกมันเป็นวัตถุดิบสำหรับดำรงชีวิตในอวกาศระยะยาว

ยกตัวอย่างดาวอังคารซึ่งมีชั้นบรรยากาศปกคลุมไปด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และไนโตรเจน จุลินทรีย์ส่วนใหญ่ของโลกจะตายเมื่ออยู่บนนั้น ยกเว้นบางจำพวกเช่น Anabaena ที่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ด้วยการเปลี่ยนก๊าซหลักทั้งสองของดาวอังคารเป็นน้ำตาล เพียงแค่มีการปรับสภาวะให้อบอุ่นและมีตัวป้องกันรังสี ultraviolet เท่านี้ Anabaena ก็สามารถมีชีวิตอยู่ได้อย่างสบายบนดาวอังคาร

อย่างไรก็ตามน้ำตาลที่ Anabaena ผลิตได้นั้นจะถูกตัวมันเองใช้เป็นพลังงานไปทั้งหมด นักชีววิทยาจาก Brown University และ Stanford University ได้ทดลองตัดต่อยีนโดยนำยีนที่ผลิตน้ำตาลจากเชื้อ E. Coli ไปใส่ใน Anabaena เพื่อให้ Anabaena สามารถสร้างน้ำตาลในปริมาณที่สูงขึ้น พวกเขาพบว่าน้ำตาลที่ได้นั้นมากเพียงพอสำหรับเลี้ยง colony ของแบคทีเรียชนิดอื่นด้วย วิธีนี้อาจเป็นทางเลือกหนึ่งของการสร้างแหล่งอาหารระหว่างปฏิบัติภารกิจอยู่บนดาวเคราะห์ดวงอื่น นอกจากนี้ในทางทฤษฎี colony ของแบคทีเรียยังสามารถให้ผลผลิตเป็นน้ำมัน พลาสติก หรือแม้แต่เชื้อเพลิงสำหรับมนุษย์อวกาศ

ส่วนกรณีของการสร้างที่อยู่อาศัยนอกโลก Andre Burnier จาก Brown University ได้จำลองสภาพแวดล้อมของดาวอังคารและใช้แบคทีเรีย Sporosarcina pasteurii ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่สามารถเปลี่ยนยูเรียให้เป็นแอมโมเนีย ส่งผลให้สภาพแวดล้อมโดยรอบมีความเป็นด่างเพียงพอที่จะเกิด calcium carbonate หรือหินปูน อาจกล่าวได้ว่าของเสียจากมนุษย์อวกาศ (เช่นยูเรียในปัสสาวะ) สามารถใช้เลี้ยง Sporosarcina pasteurii และในทางกลับกัน Sporosarcina pasteurii จะหลั่งสารซึ่งเอื้อต่อการเกิดสสารเนื้อแข็งที่สามารถใช้เป็นอิฐบล็อกไว้สร้างแหล่งพักพิงให้กับมนุษย์อวกาศต่อไป

สำหรับสถานการณ์จริงคงต้องเริ่มต้นด้วยการส่งจุลินทรีย์หรือแบคทีเรียพวกนี้ไปกับหุ่นยนต์ก่อน เพื่อตรวจสอบให้แน่ใจว่ากระบวนการทุกอย่างเป็นไปตามผลการทดลองบนโลก ด้วยน้ำหนักที่น้อยมากและขนาดที่เล็กจิ๋วทำให้ข้อจำกัดในเรื่องพื้นที่และขนาดบรรทุกของยานซึ่งกำลังประสบพบเจอในปัจจุบันหมดไป และหากสำเร็จวิธีการนี้คงเป็นอีกหนึ่งทางเลือกที่ช่วยยืดระยะเวลาให้มนุษย์อยู่ในอวกาศหรือบนดาวเคราะห์ดวงอื่นได้นานยิ่งขึ้น


เรียบเรียงจาก: New Scientist, "Build a Mars base with a bug box" by Andy Coghlan, October 2012

บทความย้อนหลังเกี่ยวกับดาวอังคาร:

1 ความคิดเห็น:

  1. น่าสนใจมาก แต่ถ้ามนุษย์ส่งสิ่งมีชีวิตออกไปนอกโลกมากๆเข้า อีกหน่อยคงได้มีเอเลี่ยนจริงๆแล้วล่ะ

    ตอบลบ