Mikroskopické řasy jako nástroj pro budoucí těžbu kovů a přežití na Marsu
Bude-li lidstvo žít na Měsíci či Marsu, nebude možné všechno dovážet ze Země. Vědci proto hledají způsob, jak využít tamní zdroje a snaží se vyvinout pokročilé systému pro podporu života mimo naši planetu. Řešení na tento problém chce najít experiment AstroDesmus jehož cílem je zjistit, zdali by české mikroskopické řasy mohly fungovat jako nástroj pro budoucí těžbu kovů a přežití na Marsu.
Projekt představuje nejen významný krok k soběstačným misím, ale také zároveň k čistším vodám a surovinám tady na Zemi. Mechanismy ověřené ve vesmíru lze totiž využít i pro šetrnou sanaci důlních vod, průmyslových areálů a recyklaci kovů z odpadů.
Hlubší vysvětlení experimentu a jeho cíl
Cílem experimentu AstroDesmus je prověřit přežití a odolnost řasy s názvem Desmodesmus armatus vůči marsovským chloristanům – tedy solím, které se na Marsu přirozeně vyskytují a komplikují budoucí pěstování rostlin i zacházení s vodou. Zároveň chce projekt otestovat tzv. „biomining“ těžkých kovů ve vesmíru, což je schopnost mikrořas akumulovat měď, nikl a kadmium a tím tyto látky z prostředí účinně získávat nebo odstraňovat.
Mikrořasy jsou pro obě tyto oblasti skvělými kandidáty: z CO₂ a světla vyrábějí kyslík a biomasu, zároveň dokážou vázat těžké kovy či detoxikovat prostředí. Pokud zvládnou fungovat i v kosmu, stanou se levným a spolehlivým „bio-nástrojem“ do uzavřených ekosystémů i k využívání místních zdrojů.
Bude to vůbec poprvé, co bude tento druh řasy testován v kosmu na toleranci k chloristanům a biominingu těžkých kovů. Výsledky navážou na předchozí projekty ESA (např. BioRock pro mikrobiální těžbu), oproti kterým ale rozšíří pole z bakterií na eukaryotní mikrořasy s potenciálem pro biologické systémy pro podporu života.
Jak to funguje a jak bude experiment probíhat?
V rámci experimentu budou řasy uzavřeny do pevného hydrogelu, který je udrží na místě i v podmínkách beztíže. Uvnitř zařízení ET Cube jim vědci zajistí přesně řízené světlo a teplotu, aby mohli sledovat jejich reakce na různé koncentrace chloristanů a kovů – konkrétně mědi, niklu a kadmia.
Po dvoutýdenní misi budou vzorky okamžitě zafixovány pro analýzu, aby se zachovalo co nejvíce informací o jejich stavu. Po návratu ET Cube zpět na Zemi proběhne ten stejný experiment, který umožní porovnat, jaký vliv má mikrogravitace a kosmické záření oproti samotnému chemickému působení látek.
Analýzy po návratu z mise odhalí, jak si řasy s extrémními podmínkami poradily. Vědci budou sledovat, zda dokázaly přežít a růst v přítomnosti chloristanů v koncentracích podobných těm na Marsu, jak účinně umějí z prostředí zachytávat kovy, a také jak se mění jejich fyziologie – tedy fotosyntéza, složení pigmentů a metabolity, které prozradí, jak se buňky přizpůsobují kosmickým podmínkám.
Přehled institucí stojících za experimentem
- Mendelová univerzita Brno
- Extremo Technologies
- ICE Cubes Services
Hlavní zástupci řešitelského týmu
Mgr. Katarína Molnárová
Katarína Molnárová je výzkumný pracovník v týmu Space Agri Technologies na Mendelově univerzitě v Brně. Vystudovala molekulární biologii a fyziologii rostlin, věnovala se stresové fyziologii arktických mechů a dlouhodobě působí ve Slovenské organizaci pro vesmírné aktivity (SOSA), od roku 2024 působí jako její místopředsedkyně.
Zaměřuje se na mikrořasy, sinice a rostliny v extrémních podmínkách a na technologie chytrého zemědělství. Podílí se na přípravě experimentů se sinicemi a řasami pro vesmírné mise a pravidelně pracuje v týmech analogových „marťanských“ misí. Získané know-how přenáší do praxe: podílí se na vývoji biofólií pro zemědělství, na zúrodňování „regolitových“ substrátů i na využití umělé inteligence pro včasné rozpoznávání chorob a škůdců ve sklenících. Jejím cílem je, aby biologické systémy pomáhaly udržitelnému hospodaření na Zemi a současně otevíraly cestu k soběstačným dlouhodobým misím mimo naši planetu.
Ing. Libor Lenža, PhD.
Dlouholetý pracovník Ústavu chemie a biochemie Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně, který se zaměřuje na kosmické technologie a na produkční využití řas a sinic v extrémních či zhoršených podmínkách – nejen na Zemi, ale především ve vesmíru, na palubách kosmických lodí, družic a budoucích planetárních základen.
V rámci výzkumné skupiny Space Agri Technologies se věnuje technickému a technologickému řešení systémů pro kultivaci, přepravu a skladování řas, mikrořas a sinic, včetně vývoje zařízení a výroby prototypů pro nasazení v kosmickém prostředí.
Současně se zabývá zemědělskou produkcí ve zvláštních podmínkách a konceptem space farming z hlediska fyziologických reakcí rostlin na stres, a také možnostmi využití umělé inteligence v těchto oblastech. Po celý život se věnuje popularizaci vědy a dlouhodobě působí jako ředitel Hvězdárny Valašské Meziříčí, p. o., která se aktivně zapojuje i do výzkumných a vědeckých projektů.
Ing. Vedran Milosavljević, Ph.D.
Vedoucí výzkumné skupiny Space Agri Technologies, specializuje se na biologický výzkum v kosmických podmínkách a vývoj bioplastů pro udržitelné aplikace. Zaměřuje se na využití rostlinných systémů, enzymů a biopolymerů v extrémních prostředích a vede multidisciplinární tým propojující organickou chemii, biologii a materiálové vědy.