Wysyłanie materiałów budowlanych z Ziemi na Księżyc wiąże się z astronomicznymi kosztami, rzędu dziesiątek tysięcy dolarów za każdy kilogram. Dlatego kluczowym zadaniem inżynierii kosmicznej jest wykorzystanie lokalnych zasobów, a w przypadku Księżyca mówimy o regolicie.

Regolit to pył pokrywający powierzchnię Księżyca, będący efektem miliardów lat bombardowania przez mikrometeoryty. Z uwagi na swoją dużą dostępność, regolit może być idealnym materiałem do produkcji lokalnych cegieł, ale dotychczas eksperymenty z nim były rzadkie ze względu na jego ograniczoną dostępność i status chroniony.

Zespół naukowców z Indian Institute of Science (IISc) opracował metodę produkcji cegieł wykorzystującą bakterie Sporosarcina pasteurii. Te małe mikroorganizmy są w stanie przekształcać mocznik i wapń w kryształki węglanu wapnia, co jest kluczowe w procesie tworzenia cegieł. Połączenie ich z gumą guar umożliwiło stworzenie solidnych cegieł z regolitu.

Jednak nie poprzestano na tym. Naukowcy opracowali także metodę spiekania, która polega na podgrzaniu mieszanki regolitu i polimerów do ekstremalnych temperatur. Cegły wytworzone tą metodą były bardziej wytrzymałe, ale miały poważną wadę – były kruche. Dr Koushik Viswanathan z IISc zauważa, że jakiekolwiek pęknięcie może zagrozić całej konstrukcji na Księżycu, gdzie warunki są ekstremalne – temperatura w trakcie dnia sięga nawet 121°C, a w nocy spada do -133°C.

Zespół postanowił więc wrócić do bakterii, aby wykorzystać je nie tylko do tworzenia cegieł, ale także do ich naprawy. W eksperymencie uszkodzili spieczone cegły, a następnie nałożyli na nie zawiesinę z bakterii, gumy guar i simulatów regolitu. Po kilku dniach bakterie wypełniły szczeliny węglanem wapnia, tworząc biopolimery, które związały cegłę, przywracając od 28 do 54% pierwotnej wytrzymałości. Choć nie jest to idealny rezultat, może wystarczyć, by zatrzymać dalszą degradację, co w warunkach kosmicznych jest niezwykle istotne.

Obecnie badania prowadzone są w laboratorium, ale przyszłość wymaga na ich zastosowanie na Księżycu. Naukowcy zastanawiają się, jak bakterie zareagują na kosmiczne warunki – wysoka temperatura, promieniowanie i brak atmosfery mogą wpłynąć na ich zdolność do produkcji węglanu wapnia.

Planowane są również eksperymenty w ramach indyjskiej misji Gaganyaan, która ma na celu wysłanie próbek bakterii w kosmos. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, misja z trzema astronautami ma odbyć się w 2026 roku.

Koncepcja naprawy cegieł za pomocą bakterii może brzmieć szalenie, ale to przecież esencja przyszłości inżynierii – połączenie biologii z inżynierią materiałową, które pozwala budować w miejscach, gdzie człowiek nigdy wcześniej nie mieszkał. Księżycowe kolonie mogą być bliżej, niż myślimy – a bakterie mogą okazać się jednym z kluczowych narzędzi w budowie ludzkiej obecności na Księżycu.