Когато премахнете романтичния шум около междупланетните мисии, космическото инженерство се свежда до сурова сметка на маса, енергия и термодинамика. Всеки килограм товар, изстрелян извън земната орбита, струва десетки хиляди долари, а на повърхността на Марс енергията е оскъден ресурс. Традиционното производство на бетон разчита на огромни количества вода и висока температура – лукс, с който бъдещите мисии няма да разполагат. Алтернативата да се изгарят скали за направата на тухли изисква енергийни мощности, които към момента съществуват само на чертеж.
В опит да се заобиколи този енергиен затвор, строителният инженер Джишенг Циу и неговият екип от Хонконгския университет за наука и стимулират подход, базиран на материален реализъм. Изследването им, публикувано в списанието Chem Circularity, залага на процес, който на Земята ползваме за консервиране на храна – сублимационното сушене или лиофилизацията. Вместо да се борят с марсианската атмосфера, учените използват нейните специфични параметри: изключително ниско налягане (около 0.01 от земното) и температури под нулата.
Концепцията разчита на жив организъм, познат от хилядолетия – бирената мая Saccharomyces cerevisiae. Изследователите генетично модифицират микроорганизма, за да произвежда специфични адхезивни протеини, след което го смесват с желатин, за да получат хидрогел. Този био-лепилен състав се смесва с пясък, симулиращ марсиански реголит, и се излива във форми при стайна температура. За около 30 минути гелът стяга първоначално. Истинската промяна настъпва, когато материалът е изложен на симулираната сурова марсианска среда при -30°C и 0,01 атмосфери.
При тези физически условия водата в хидрогела замръзва и преминава директно от твърдо в газообразно състояние (сублимация). Резултатът е порест, но физически стабилен биокомпозит, в който клетките на маята, желатинът и пясъчните частици образуват плътна механична мрежа. Повече за фундаменталните механизми на микробиологичното свързване може да прочетете в анализите ни за екстремофилни организми в промишлеността.
