مساكن من الطحالب... ابتكار علمي يمهد للاكتفاء الذاتي على المريخ

أعلن فريق بحثي من جامعة هارفارد عن ابتكار علمي قد يغير مستقبل الاستيطان البشري في الفضاء، بعد نجاحهم في تطوير نموذج أولي لمساكن مصنوعة من البلاستيك الحيوي المستخرج من الطحالب، قادرة على دعم الحياة في ظروف تحاكي الضغط المنخفض لكوكب المريخ.

الدراسة التي نشرت قبل أيام في مجلة Science Advances تمثل إثباتاً عملياً لإمكانية إنشاء أنظمة مغلقة مكتفية ذاتياً في بيئات فضائية قاسية.

وفي حديث خاص لـ"النهار" قال قائد الفريق البحثي روبن البروفيسور ووردزورث، أستاذ علوم البيئة والهندسة في مدرسة هارفارد للهندسة والعلوم التطبيقية، إن "سبب اختيار المواد البلاستيكية الحيوية المشتقة من الطحالب، يعود لكونها تسمح بإنتاج ذاتي للمادة البنائية داخل المسكن نفسه، ما يعني إمكانية توسيع المساحات وصيانتها من دون الاعتماد على شحن كميات ضخمة من المواد من الأرض". 

وأوضح: "إذا بنيت المسكن من البلاستيك الحيوي ونمت الطحالب بداخله، فإن هذه الطحالب يمكنها إنتاج المزيد من البلاستيك الحيوي مع مرور الوقت، لتتحقق دورة مكتفية ومستدامة".

 

مسكن بلاستيكي حيوي داخل غرفة محاكاة البيئة الكوكبية - (جامعة هارفارد)

إنبات الطحالب
في التجارب المخبرية، أنشأ الفريق ضغطاً جوياً يقارب 600 باسكال -أي أقل 100 مرة من الضغط الأرضي- وبيئة غنية بثاني أكسيد الكربون. ضمن هذه الظروف القاسية، تمكن الباحثون من إنبات الطحالب الخضراء Dunaliella tertiolecta داخل حجرات ثلاثية الأبعاد مصنوعة من بولي لاكتيك أسيد، وهو نوع من البلاستيك الحيوي يتميز بقدرته على عزل الأشعة فوق البنفسجية، مع السماح بمرور الضوء اللازم للتمثيل الضوئي.

وفي هذا السياق، لفت ووردزورث إلى أن "التحدي الأكبر تمثل في تصميم غلاف يحقق توازناً بين الإغلاق المحكم لمنع تسرب الهواء والشفافية الكافية لدعم نمو الطحالب".

يكمل: "هذا الابتكار تجربة سابقة للفريق، استخدموا فيها أغطية خاصة من مادة تسمى السيليكا إيروجل، وهي تعمل مثل غطاء دفيئ يحتفظ بالحرارة على سطح المريخ، ويساعد النباتات على النمو". 

ويعتقد الباحثون أنه إذا جرى الجمع بين هذه الأغطية والحجرات البلاستيكية الحيوية الجديدة، فسيكون بالإمكان حل مشكلتي انخفاض الضغط والبرودة القاسية معاً، مما يزيد فرص زراعة النباتات والعيش لفترات طويلة خارج الأرض.

ويرى الفريق البحثي أن التقنيات المستوحاة من هذا المشروع قد تساهم أيضاً في تطوير حلول بناء مستدامة على الأرض، لاسيما في ما يخص تقليل الانبعاثات الكربونية وإنتاج مواد متجددة صديقة للبيئة.

 

صورة مقربة لهيكل مصنوع من البلاستيك الحيوي تنمو عليه الطحالب - (جامعة هارفارد)

تداعيات أخلاقية وتجربة أولية
من ناحية أخرى، يلفت ووردزورث إلى أهمية الانتباه للتداعيات البيئية والأخلاقية لأي مشروع استيطان فضائي، موضحاً: "علينا التأكد تماماً من عدم وجود حياة على المريخ قبل أن نرسل البشر إلى هناك، حتى لا نلوث بيئة كوكب آخر".

وقد حصلت هذه الدراسة على دعم من مبادرة الأصول بجامعة هارفارد، ومركز ليفرهولم لدراسة الحياة في الكون، ومؤسسة العلوم الوطنية الأميركية، بمشاركة فريق بحثي دولي يضم خبراء في علوم الأحياء والبيئة والهندسة.

ورغم أن الدراسة المنشورة تمثل إنجازاً علمياً بارزاً، حيث أثبتت لأول مرة إمكانية إنبات الطحالب داخل مساكن مصنوعة من البلاستيك الحيوي في ظروف تحاكي الضغط المنخفض للمريخ، إلا أنها لا تشكل إثباتاً عملياً كاملاً لإقامة نظام مغلق مكتف ذاتياً في بيئة فضائية قاسية.

التجربة الحالية تركزت على جانب محدد من دورة الاستدامة، وهو إنتاج المادة البنائية وتجددها من خلال نمو الطحالب داخل الحجرات البلاستيكية الحيوية، لكنها لم تشمل جميع العناصر الحيوية اللازمة لإعاشة البشر، مثل دورة متكاملة لإنتاج الغذاء، ومعالجة النفايات، وإدارة الطاقة والمياه على نحو مستدام. 

وأقر البروفيسور ووردزورث نفسه بأن المشروع لا يزال في مراحله الأولى، مؤكداً أن الخطوات المقبلة ستتضمن اختبار كفاءة هذه المساكن في ظروف الفراغ العميق وتصميم نظام حلقة مغلقة متكامل يمكنه دعم الحياة البشرية لفترات طويلة.