تزايد بيوت الفطر على القمر؟ خطة ناسا المليئة بالفطريات | فضاء

إن الذهاب إلى الفضاء -ناهيك عن البقاء هناك- أمر مكلف وخطير. يستغرق الأمر حوالي مليون دولار لنقل نصف كيلوغرام (1 رطل) من المواد إلى القمر، وأكثر من ذلك إلى المريخ. وعلى طول الطريق، يجب على أي رائد فضاء بشري أن ينجو من الإشعاع والضغط الشديد والتغيرات في درجات الحرارة بالإضافة إلى النيازك الدقيقة العشوائية التي تطن عبر الفراغ مثل الرصاص.

ووفقا لبرنامج يكتسب زخما في وكالة ناسا، فإن الحل ينطوي على زراعة هياكل الفطر على القمر، ثم أبعد من ذلك.

يقول كريس مورير، مؤسس شركة ريدهاوس Redhouse، وهي شركة معمارية مقرها في كليفلاند شاركت مع وكالة ناسا لحل لغز البناء خارج كوكب الأرض: “لا يمكنك أن تأخذ ألواحًا أو طوبًا”. “إذن ما الذي ستبني به؟ ومن المكلف حقًا أن تأخذ الموائل المبنية بالفعل.

ويقول إن المفهوم الذي ينظر إليه معظم الباحثين يسمى ISRU – استخدام الموارد في الموقع – “مما يعني أنك تبني بما لديك هناك، وما لديك هناك سيكون الماء، ربما، والثرى الصخري (الغبار القمري)”. “.

وكما تبين، فإن هذه الموارد الضئيلة هي أكثر من كافية لتغذية بعض الأنواع الفطرية، والتي يمكن بعد ذلك تشكيلها إلى مواد بناء قوية بشكل مدهش أقوى من الخرسانة وتأتي مع مجموعة من الفوائد الإضافية.

سحر الفطريات

إن المسعى للاستفادة من هذه الفطريات – التي يطلق عليها مشروع Mycotecture Off Planet Structures at Destination – قد تم منحها مؤخرًا عقد المرحلة الثالثة مع وكالة ناسا، مما يعني أنها ستحصل على التمويل اللازم للاستمرار. وبعبارة أخرى، الفطر يذهب للانفجار.

في حين أن الآثار المترتبة على تكنولوجيا الفطر هذه أصبحت الآن فلكية بالمعنى الحرفي للكلمة، إلا أن إنشاء المادة نفسها أمر واضح ومباشر بشكل مدهش. لقد كان استخدام المواد الفطرية لأغراض بناءة بمثابة اتجاه متزايد في السنوات الأخيرة، وقد تم استخدامه في كل شيء من الفن إلى البناء إلى نفايات “التدوير الحيوي”.

وقد قامت شركة مورير بتطبيقه بالفعل لمواجهة التحديات هنا على الأرض. في ناميبيا، على سبيل المثال، تدير ريد هاوس برنامجًا يستخدم المواد الفطرية لبناء مساكن للاجئي المناخ بينما تقوم في الوقت نفسه بزراعة الفطر الصالح للأكل لمعالجة قضايا ندرة الغذاء.

عندما أصبحت عالمة الأحياء الفلكية ورئيسة المشروع لين روتشيلد في وكالة ناسا على علم بهذه الجهود وغيرها من الجهود الفطرية، أدركت تطبيقاتها المحتملة لاستكشاف الفضاء. منذ ذلك الحين، اكتسبت التكنولوجيا الفطرية دعم شخصيات بارزة في وكالة 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 بتصنيع “طوب” الفطريات عن طريق تغذية أنواع فطرية مختلفة بالمواد العضوية من النباتات أو مخلفات البناء. يتم بعد ذلك تسخين المادة الناتجة وضغطها إلى كتل أكثر مرونة من الخرسانة وأفضل للبيئة بشكل كبير.

لكن هذه العملية تنقلب رأسًا على عقب بعض الشيء عندما يتعلق الأمر بالفضاء.

يوضح ماورير: “لا تهم القوة حقًا على القمر أو المريخ، لأن الجاذبية أقل بكثير، وستكون قوى البناء متجهة إلى الخارج لأنك في وعاء مضغوط”. “بدلاً من ضغط الجاذبية على المبنى الخاص بك، لديك هواء يدفع للخارج، لذلك لا تحتاج إلى مادة جيدة لمقاومة الضغط، ولكن لقوة الشد التي يمكنها تحمل هذا الضغط.” بمعنى آخر، في الفضاء، لا تسقط المباني، بل تسقط.

تتمثل الخطة في البدء بقالب قابل للنفخ يتم فيه زراعة المواد الفطرية باستخدام مزيج من الأبواغ الفطرية والطحالب من مصادر أرضية، والتي ستتغذى من الماء والثرى الموجود بالفعل على القمر.

يقول ماورر: “بهذه الطريقة، يمكنك استخدام القليل من الأحياء والمواد المغذية الحية، ومن ثم يمكنك إضافة الكثير من الماء عندما تصل إلى هناك من الجليد تحت السطح. وينتهي الأمر بأن يصل ذلك إلى حوالي 90 بالمائة من كتلة المبنى النهائي، وبذلك تكون قد حصلت على معظم المواد الخاصة بك في وجهتك دون الحاجة إلى إطلاق مواد ثقيلة من الأرض.

“لقد كانت تلك فائدة كبيرة منذ البداية. وقالت وكالة ناسا: “هذا سيوفر لنا تريليونات الدولارات، لذلك نحن نحب ذلك”.

فوائد فلكية

ومع بدء البحث، تم اكتشاف المزيد من الفوائد الأساسية قريبًا. كما اتضح، فإن المادة الفطرية جيدة أيضًا بشكل لا يصدق للعزل من البرد وكذلك الحماية من النيازك الدقيقة والإشعاع القاتل.

يقول ماورير: “إن الإشعاع هو العائق أمام أي مهمة مأهولة”. “لهذا السبب لم نعد إلى هناك منذ السبعينيات – لأن إرسال الأشخاص أمر خطير للغاية. لقد كنا متعجرفين جدًا في تلك الأيام 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 شأنه أن يؤدي بشكل شبه مؤكد إلى الإصابة بالسرطان.

ومع ذلك، أثبت الميلانين الموجود في الفطر فعاليته العالية في حماية الخلايا والحمض النووي من الإشعاع الكهرومغناطيسي الضار، في حين تعمل المادة الفطرية أيضًا على إبطاء إشعاع الجسيمات وتشتيته عبر آلية لم يتم تحديدها بعد. ومهما كان السبب، يقول ماورير إن الباحثين في وكالة ناسا وجدوا أنهم قادرون على 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.

والأكثر من ذلك، تشير التقديرات إلى أن هياكل الموائل هذه يمكن أن تنمو بسرعة كبيرة، خلال حوالي 30 إلى 60 يومًا. ستتضمن العملية إنزال حزمة محكمة الغلق، بما في ذلك مرحاض وحوض مطبخ، يتم نفخ الجزء الداخلي منه عن طريق الغازات الموجودة على متن السفينة، حيث تمتلئ قشرتها المطاطية بالماء ومزيج من الجراثيم الفطرية بالإضافة إلى الطحالب ذاتية التغذية التي تنمو وتتصلب وفقًا لظروف معينة. شكل القالب. قد لا يكون هذا الاستعداد السريع مهمًا جدًا في البداية، حيث سيتم وضع القوالب الهيكلية الأولى عن بعد قبل وقت طويل من ظهور البشر، لكن فريق مورير يتصور كيف يمكن نشرها لزراعة “خيام صغيرة” (خيام صغيرة) في غضون ساعات. للأشخاص الذين يستكشفون المناظر الطبيعية خارج كوكب الأرض.

على الرغم من أن الاختبارات على الأرض قد حققت نتائج مبهرة، إلا أن هناك دائمًا احتمال ظهور تحديات غير متوقعة بمجرد إدخال هذا المفهوم إلى بيئة الفضاء القاسية.

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

ولكن لا يزال أمامنا عقد من الزمان على الأقل. في الوقت الحالي، يستعد المشروع لإرسال نماذج إثبات المفهوم إلى السماء مع محطة ستارلاب الفضائية المتوقع إطلاقها في عام 2028. ومن خلال التعاون بين فوييجر وإيرباص وفيرجين وهيلتون وشركاء تجاريين وحكوميين آخرين، سيصبح ستارلاب المحطة الأساسية المنخفضة سيتم إخراج محطة المدار الأرضي بعد محطة الفضاء الدولية الحالية (ISS) من الخدمة في أوائل ثلاثينيات القرن الحالي.

إن الشكل الذي ستبدو عليه المشاريع الفطرية الأولى خارج كوكب الأرض، على وجه التحديد، لا يزال قيد المناقشة. ووفقا لمورير، فإنه قد يشمل لوحة داخلية “ستكون بمثابة تجربة علمية بينما هي عبارة عن تركيب للتصميم الداخلي”، أو أثاث بسيط مثل أريكة أو كرسي، أو حتى سرير يشبه “فندق هيلتون في السماء”، والذي سيكون بمثابة “فندق هيلتون في السماء”. قم بتغليف النائمين لتثبيتهم في مكانهم أثناء انعدام الجاذبية. وفي الوقت نفسه تقريبًا، سيرسل البرنامج نموذجًا صغير الحجم إلى القمر للاختبار في الموقع، مع هيكل كامل الحجم سيتبعه بعد بضع سنوات. وبعد ذلك المريخ.

الهياكل التي تبني نفسها

يقول جوناثان ديسي أوليف، الأستاذ المساعد في كلية ديفيد آر رافين للهندسة المعمارية وجامعة نورث كارولينا في شارلوت ومدير مختبر MycoMatters: “يشبه الأمر 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 على الحصول على [structures] يزرعون أنفسهم بشكل أساسي من خلال التعاون بين الكائنات المتعددة، وهو أمر مثير للغاية.

“آمل ألا ترى الحكومة الحاجة إلى إجراء هذا البحث لاستكشاف الفضاء فحسب، بل هنا على الأرض أيضًا.”

يقول ماورير، الذي يشارك حاليًا في مجموعة متنوعة من المشاريع الفطرية، سواء هنا أو في السماء، إنه كان هناك منحنى تعليمي كبير لجلب ما التقطه من العمل مع الفطر إلى البيئة القاسية للفضاء، حيث “يندفع المبنى نحو الخارج”. بدلاً من محاولة النزول”.

ويقول إن هذا أمر غريب بالفعل، ولكن هناك أيضًا نقطة غليان الماء التي يجب أخذها في الاعتبار. “مع عدم وجود ضغط، حتى في درجات حرارة تحت الصفر، يغلي الماء. فالمياه جزء 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.”