Команда исследователей из различных университетов и институтов, включая Университет Амстердама, Технологический университет Делфта и Институт космических исследований Нидерландов, провела обширное исследование, направленное на оценку потенциальной производительности биопроцессов в условиях, достижимых на Марсе. Результаты их работы были опубликованы на портале препринтов biorxiv.org.

В рамках исследования учёные использовали цианобактерию (Anabaena sp. PCC 7938) в качестве модельного организма для оценки эффективности использования ресурсов и масштабирования биосистем в марсианских условиях. Цианобактерии являются фотосинтезирующими организмами, способными фиксировать атмосферный азот и углекислый газ, что делает их перспективными кандидатами для использования в космических биотехнологиях.

Эксперименты по культивированию цианобактерий проводились в условиях, имитирующих марсианскую среду, включая воду, свет, температуру, реголитовые минералы, перхлораты, а также атмосферный углерод и азот. Учёные исследовали влияние различных факторов на рост и продуктивность цианобактерий, таких как доступность воды, интенсивность света, температура и наличие минералов в марсианском реголите. Кроме того, они изучили влияние перхлоратов, которые широко распространены на Марсе и могут быть токсичными для живых организмов.

Для оценки потенциальной производительности биопроцессов и эффективности использования ресурсов учёные разработали модель, основанную на данных, полученных в ходе экспериментов. Модель учитывает различные факторы, влияющие на рост и продуктивность цианобактерий, и позволяет оценить время, необходимое для достижения безубыточности биопроцессов в марсианских условиях.

Результаты исследования показали, что безубыточность биопроцессов может быть достигнута в течение нескольких лет. Модель также позволяет оценить влияние различных факторов на производительность биосистем и эффективность использования ресурсов. Например, учёные обнаружили, что доступность воды и интенсивность света являются ключевыми факторами, влияющими на рост и продуктивность цианобактерий в марсианских условиях.

Наша модель прогнозирует, что точки безубыточности могут быть достигнуты в течение 2-5 лет, в зависимости от конкретных условий и допущений

Кроме того, исследователи обсудили направления дальнейших исследований, направленных на повышение эффективности ресурсов и точности модели. Это включает в себя изучение других видов цианобактерий и микроорганизмов, способных выживать в экстремальных условиях, а также разработку новых методов культивирования и масштабирования биосистем.

По словам исследователей, результаты их работы могут значительно сократить необходимость в дорогостоящих испытаниях в космосе и ускорить развитие биотехнологически поддерживаемого, устойчивого присутствия человека на Марсе. Кроме того, модель может быть использована для оценки потенциальной производительности биопроцессов в других экстремальных средах, таких как Луна или астероиды.