طوب فضائي لبناء مستوطنات في المريخ

بالتعاون مع منظمة أبحاث الفضاء الهندية، طور فريق من الباحثين من المعهد الهندي للعلوم، طريقة مستدامة لصنع الطوب من تربة المريخ، باستخدام البكتيريا واليوريا، بحيث يمكن استخدام هذا «الطوب الفضائي» لبناء هياكل على سطح المريخ، بما يمكن أن يسهل الاستيطان البشري على الكوكب الأحمر.
وتم تحديد طريقة صنع الطوب الفضائي في دراسة نشرت بدورية «بلوس وان»، الشهر الماضي؛ حيث يتم إنشاء «الملاط» أولاً عن طريق خلط تربة المريخ ببكتريا «سبوروسارسينا باستيري» واليوريا وكلوريد النيكل، ويمكن سكب هذا الملاط في قوالب بأي شكل مرغوب، وعلى مدار أيام قليلة تعمل البكتيريا على تحويل اليوريا إلى بلورات من كربونات الكالسيوم، وتعمل هذه البلورات جنباً إلى جنب مع البوليمرات الحيوية التي تفرزها الميكروبات، كإسمنت يربط جزيئات التربة معاً.
وميزة هذه الطريقة هي انخفاض مسامية الطوب، والتي كانت مشكلة مع الطرق الأخرى المستخدمة لدمج تربة المريخ في قوالب، كما يقول ألوك كومار، الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الميكانيكية في المعهد الهندي للعلوم، وأحد كبار مؤلفي الدراسة، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للمعهد، بالتزامن مع نشر الدراسة.
وكانت مجموعة البحث قد عملت سابقاً على صنع الطوب من التربة القمرية، باستخدام طريقة مماثلة، ومع ذلك فإن الطريقة السابقة يمكن أن تنتج الطوب الأسطواني فقط، في حين أن طريقة صب الملاط الحالية يمكن أن تنتج أيضاً طوباً بأشكال معقدة، وتم تطوير طريقة صب الملاط بمساعدة كوشيك فيسواناثان، الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الميكانيكية بالمعهد، والذي يعمل مختبره على عمليات التصنيع المتقدمة. وبالإضافة إلى ذلك، ثبت أن توسيع هذه الطريقة لتشمل تربة المريخ يمثل تحدياً.
ويوضح كومار: «تحتوي تربة المريخ على كثير من الحديد الذي يسبب تسمماً للكائنات الحية، وفي البداية، لم تنمُ بكتيريا لدينا على الإطلاق، وكانت إضافة كلوريد النيكل هي الخطوة الرئيسية في جعل التربة مضيافة للبكتيريا».
وتخطط المجموعة البحثية للتحقيق في تأثير الغلاف الجوي للمريخ والجاذبية المنخفضة على قوة الطوب الفضائي؛ حيث إن الغلاف الجوي للمريخ أرق 100 مرة من الغلاف الجوي للأرض، ويحتوي على أكثر من 95 في المائة من ثاني أكسيد الكربون، مما قد يؤثر بشكل كبير على نمو البكتيريا.
وقام الباحثون ببناء جهاز يسمى MARS (محاكاة الغلاف الجوي المريخي)، والذي يتكون من غرفة تعيد إنتاج الظروف الجوية الموجودة على المريخ في المختبر. وطور الفريق أيضاً جهازاً مختبرياً على رقاقة يهدف إلى قياس النشاط البكتيري في ظروف الجاذبية الدقيقة.
ويوضح راشمي ديكشيت، الباحث المشارك في الدراسة: «يتم تطوير الجهاز مع الأخذ في الاعتبار نيتنا إجراء تجارب في ظروف الجاذبية الدقيقة في المستقبل القريب؛ حيث نخطط بالتعاون مع منظمة أبحاث الفضاء الهندية لإرسال مثل هذه الأجهزة إلى الفضاء، حتى نتمكن من دراسة تأثير الجاذبية المنخفضة على نمو البكتيريا».
يقول كومار: «متحمس جداً؛ لأن عديداً من الباحثين في جميع أنحاء العالم يفكرون في استعمار كواكب أخرى، وقد لا يحدث ذلك بسرعة؛ لكن الناس يعملون بنشاط على ذلك».