Microbios resistentes podrían facilitar la vida humana en Marte

Desde que el ser humano pisó la Luna, las agencias espaciales han considerado la posibilidad de vivir más allá de la Tierra como un objetivo a largo plazo. Marte se destaca como el candidato más viable para la exploración y asentamiento, gracias a su terreno dramático y algunas características familiares. Sin embargo, establecer una presencia humana duradera en el planeta rojo representa uno de los mayores desafíos que la ciencia y la ingeniería han enfrentado.

Marte no siempre fue como lo es hoy. A lo largo de miles de millones de años, el planeta perdió la atmósfera densa que alguna vez protegió su superficie. Lo que queda es un entorno hostil para la mayoría de las formas de vida terrestre, con una atmósfera extremadamente delgada compuesta principalmente de dióxido de carbono, presiones inferiores al uno por ciento de las de la Tierra y temperaturas que oscilan entre -90 °C y 26 °C.

Además, la radiación cósmica constante y la falta de aire respirable hacen que un refugio en Marte deba ofrecer más que un simple techo y paredes. Debe funcionar como un refugio que soporte la vida y resista un entorno diseñado para descomponer los sistemas vivos. Transportar grandes cantidades de materiales de construcción desde la Tierra sería demasiado costoso y poco realista. Por lo tanto, un enfoque práctico es construir con lo que ya existe en Marte. La utilización de recursos in situ (ISRU) es fundamental para cualquier plan de vida sostenible en el planeta rojo.

El rover Perseverance de NASA ha recolectado muestras del cráter Jezero, un antiguo lecho de río marciano, que podrían contener evidencia de vida temprana. Esta posibilidad plantea una pregunta más amplia: si alguna vez hubo microbios en Marte, ¿podrían los procesos microbianos también ayudarnos a construir allí?

De la vida en la Tierra a la construcción en Marte

La vida en la Tierra comenzó con microorganismos simples en ambientes acuáticos poco profundos. Con el tiempo, estos diminutos organismos transformaron el planeta de maneras significativas, incluyendo la oxigenación de la atmósfera y la creación de estructuras duraderas como los arrecifes de coral. Al mirar hacia Marte, los investigadores se preguntan si estas pequeñas formas de vida podrían desempeñar un papel crucial, ayudando a convertir un mundo estéril en un lugar habitable para los humanos.

La investigación se inspira en sistemas naturales y reúne a expertos de múltiples disciplinas en un esfuerzo internacional. El enfoque se centra en la biomineralización, un proceso mediante el cual microorganismos (bacterias, hongos y microalgas) crean minerales como parte de su metabolismo. La biomineralización ha influido en los paisajes de la Tierra durante miles de millones de años. Los microorganismos que prosperan en entornos hostiles, como lagos ácidos, suelos volcánicos y cuevas profundas, podrían ser especialmente útiles para explorar qué podría funcionar en condiciones marcianas.

Transformando el regolito marciano en material de construcción

Utilizando datos del rover sobre el suelo marciano (regolito), el equipo de investigación está examinando diferentes rutas de mineralización microbiana para determinar cuáles pueden producir materiales resistentes para hábitats, evitando al mismo tiempo los riesgos de contaminación interplanetaria. La opción más prometedora hasta ahora es la biocementación, en la que los microorganismos producen sustancias similares al cemento, como el carbonato de calcio, a temperatura ambiente.

Un aspecto clave del trabajo se centra en la colaboración entre dos bacterias. Una es Sporosarcina pasteurii, conocida por crear carbonato de calcio a través de la ureólisis. La otra es Chroococcidiopsis, una cianobacteria resistente que puede sobrevivir en entornos extremos, incluyendo condiciones simuladas de Marte.

Juntas, funcionan como un sistema cooperativo. Chroococcidiopsis libera oxígeno, ayudando a crear un microambiente más favorable para Sporosarcina pasteurii. También produce una sustancia polimérica extracelular que puede proteger a Sporosarcina pasteurii de la dañina radiación UV en la superficie marciana. A cambio, Sporosarcina secreta polímeros naturales que apoyan la formación de minerales y ayudan a unir el regolito. El resultado es que el suelo suelto puede transformarse en un material sólido, similar al concreto.

Impresión 3D de hábitats y sistemas de soporte vital

La visión a largo plazo es combinar esta co-cultura bacteriana con el regolito marciano y utilizarlo como materia prima para la impresión 3D en Marte. Este concepto se sitúa en la intersección de la astrobiología, la geoquímica, la ciencia de materiales, la ingeniería de construcción y la robótica. Si funciona a gran escala, podría cambiar la forma en que se diseñan y fabrican las estructuras para el planeta rojo.

El valor potencial no se limita a la construcción. Dado que Chroococcidiopsis puede producir oxígeno, podría contribuir tanto a la estabilidad del hábitat como al soporte vital de los astronautas. A lo largo de períodos más prolongados, el amoníaco creado como un subproducto metabólico de Sporosarcina pasteurii podría ayudar a habilitar sistemas agrícolas de ciclo cerrado y podría incluso jugar un papel en los esfuerzos de terraformación de Marte.

Los próximos desafíos en el camino hacia hogares en Marte

A pesar de las ideas prometedoras, el trabajo aún se encuentra en una etapa temprana. Las agencias internacionales planean construir el primer hábitat humano en Marte en la década de 2040, pero los retrasos recurrentes en el retorno de muestras de Marte limitan la rapidez con la que se pueden probar y confirmar los métodos de construcción específicos para Marte. Con las agencias espaciales planeando misiones tripuladas en la próxima década, la investigación sobre la construcción derivada de biomasa necesita avanzar ahora para estar lista cuando los humanos lleguen.

Desde el punto de vista de la astrobiología, una tarea importante es comprender cómo se comportan estas comunidades microbianas en el regolito marciano y cómo soportan las múltiples tensiones del planeta. Los simulantes de regolito en laboratorios proporcionan una forma práctica de probar co-culturas en condiciones similares a Marte y construir modelos que predigan qué tan bien funcionará la biocementación.

La robótica añade otro desafío. Es difícil reproducir la gravedad marciana en la Tierra, y la gravedad afecta la impresión 3D y la construcción autónoma. Para prepararse para futuras misiones, se necesitan algoritmos de control robustos y protocolos especializados que permitan a los sistemas robóticos construir de manera eficiente y confiable en el inusual entorno de Marte. El progreso puede ser incremental, pero cada experimento, prueba exitosa y procedimiento refinado nos acerca a un futuro donde los humanos puedan realmente llamar a Marte su hogar.

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