Полет в космос, не говоря уже о том, чтобы оставаться там, обходится дорого и опасно. Чтобы доставить полкилограмма (1 фунт) материала на Луну и даже больше на Марс, потребуется около миллиона долларов. И по пути любой человек-космонавт должен пережить радиацию, экстремальные перепады давления и температуры, а также случайные микрометеориты, проносящиеся сквозь пустоту, как пули.

Согласно программе, набирающей обороты в НАСА, решение предполагает выращивание грибовидных структур на Луне, а затем и за ее пределами.

«Вы не можете взять доски или кирпичи», — говорит Крис Маурер, основатель redhouse, архитектурной фирмы из Кливленда, которая сотрудничает с НАСА для решения этой загадки внеземного строительства. «Так из чего ты собираешься строить? А брать уже построенные места обитания очень дорого».

Он говорит, что концепция, на которую смотрит большинство исследователей, называется ISRU – Использование ресурсов на месте – «что означает, что вы строите из того, что у вас есть, а то, что у вас есть, может быть, будет вода и реголит (лунная пыль). ».

Как оказывается, этих скудных ресурсов более чем достаточно, чтобы прокормить некоторые виды грибов, из которых затем можно превратить в удивительно прочные строительные материалы, которые прочнее бетона и обладают множеством дополнительных преимуществ.

Магия микотектуры

Попытка использовать такую ​​микотектуру, называемая проектом Mycotecture Off Planet Structures at Destination, недавно получила контракт на фазу III с НАСА, что означает, что она получит финансирование, необходимое для продолжения. Другими словами, грибы готовы к старту.

Хотя последствия этой грибной технологии сейчас буквально астрономические, создание самого материала на удивление просто. Микотектура – ​​использование материалов на основе грибов в строительных целях – стала растущей тенденцией в последние годы и использовалась во всем: от искусства до строительства и «биопереработки» отходов.

Фирма Маурера уже применяет его для решения проблем здесь, на Земле. В Намибии, например, Redhouse реализует программу, в рамках которой микоматериал используется для строительства жилья для климатических беженцев, одновременно выращивая съедобные грибы для решения проблем нехватки продовольствия.

Когда астробиолог НАСА и руководитель проекта Линн Ротшильд узнала об этих и других мико-усилиях, она осознала их потенциальное применение для исследования космоса. С тех пор микотехнология получила поддержку таких выдающихся деятелей НАСА, как геолог Джим Хэд, который когда-то готовил астронавтов для программы исследования Луны «Аполлон», и командир «Аполлона-15» Дэвид Скотт, один из 12 человек, когда-либо ступавших на Луну.

На Земле команда Маурера производит мико-кирпичики, просто скармливая органические вещества из растений или строительных отходов различным видам грибов. Полученный материал затем нагревается и уплотняется в блоки, которые более устойчивы, чем бетон, и значительно безопаснее для окружающей среды.

Однако этот процесс несколько переворачивается с ног на голову, когда дело касается космоса.

«Прочность не имеет большого значения на Луне или Марсе, потому что гравитация намного меньше, а строительные силы будут направлены наружу, потому что вы находитесь в сосуде под давлением», — объясняет Маурер. «Вместо того, чтобы сила тяжести давила на ваше здание, воздух выталкивается наружу, поэтому вам нужен не хороший материал, обладающий прочностью на сжатие, а прочность на растяжение, которая может выдержать это давление». Другими словами, в космосе здания падают не вниз, а наружу.

План состоит в том, чтобы начать с надувной формы, в которой микоматериал выращивается с использованием комбинации земных грибковых спор и водорослей, которые будут питаться водой и реголитом уже на Луне.

«Таким образом, вы можете использовать немного живой биологии и питательных веществ», — говорит Маурер, — «а затем вы можете добавить много воды, когда доберетесь туда из подземного льда. В конечном итоге это составит около 90 процентов массы конечного здания, так что вы доставите большую часть своего материала в пункт назначения без необходимости запускать тяжелые материалы с Земли.

«Это было огромное преимущество с самого начала. НАСА заявило: «Это сэкономит нам триллионы долларов, поэтому нам это нравится».

Астрономические преимущества

Когда исследование началось, вскоре были обнаружены более существенные преимущества. Как оказалось, микоматериал также невероятно хорош для изоляции от холода, а также защиты от микрометеоритов и смертельной радиации.

«Радиация является препятствием для любых пилотируемых миссий», — говорит Маурер. «Вот почему мы не возвращались сюда с 70-х годов – потому что посылать людей слишком опасно. В те дни мы вели себя довольно бесцеремонно, потому что хотели опередить Советы на Луне, но астронавты все время находились в большой опасности». Он объясняет, что одиночный порыв солнечного ветра почти наверняка привел бы к раку.

Однако меланин в грибах доказал свою высокую эффективность в защите клеток и ДНК от вредного электромагнитного излучения, в то время как микоматериал также замедляет и рассеивает излучение частиц посредством механизма, который еще предстоит определить. Какова бы ни была причина, Маурер говорит, что исследователи из НАСА обнаружили, что они могут блокировать более 99 процентов радиации, используя всего лишь 8 см (3 дюйма) материала – значительное улучшение по сравнению с реголитом, которому для обеспечения того же эффекта требуется 3 метра (10 футов). уровень защиты.

Более того, по оценкам, эти структуры среды обитания можно вырастить довольно быстро, примерно за 30-60 дней. Процесс будет включать в себя посадку герметичного пакета, включающего туалет и кухонную раковину, внутренняя часть которого надувается бортовыми газами, а его резиновая оболочка заполняется водой и смесью грибковых спор, а также автотрофных водорослей, которые растут и затвердевают в соответствии с форма пресс-формы. Эта быстрая готовность, возможно, не так важна на начальном этапе, поскольку первые структурные формы будут установлены удаленно задолго до того, как за ними последуют люди, но команда Маурера предполагает, как их можно будет использовать для выращивания «палаток для щенков» (маленьких палаток) за считанные часы. для людей, исследующих внеземные ландшафты.

Хотя испытания на Земле дали впечатляющие результаты, всегда существует вероятность того, что могут возникнуть непредвиденные проблемы, когда концепция будет перенесена в экстремальные условия космоса.

«В общем смысле, — признает Ротшильд, — существуют технологические риски. Будет ли конструкция достаточно прочной? Действительно ли это обеспечит изоляцию, как мы думаем? Каковы будут свойства материала? Будет ли он действительно хорошо расти?» НАСА, возможно, не узнает об этом до тех пор, пока на Луне не будут размещены первые полномасштабные конструкции.

Но до этого еще как минимум десятилетие. В настоящее время проект готовится к отправке в небо экспериментальных моделей на космической станции Starlab, запуск которой ожидается в 2028 году. Сотрудничество Voyager, Airbus, Virgin, Hilton и других коммерческих и государственных партнеров Starlab станет основным проектом. Станция на околоземной орбите после вывода из эксплуатации нынешней Международной космической станции (МКС) в начале 2030-х годов.

Как именно будут выглядеть первые внеземные микопроекты, все еще обсуждается. По словам Маурера, он может включать в себя внутреннюю панель, «которая станет научным экспериментом, одновременно являясь инсталляцией для дизайна интерьера», простую мебель, такую ​​​​как диван или кресло, или даже кровать, действующую как «отель Hilton в небе», которая будет окутывать шпалы, чтобы удерживать их на месте в условиях невесомости. Примерно в то же время программа отправит на Луну небольшую модель для испытаний на месте, а полноразмерную конструкцию появится через несколько лет. После этого Марс.

Структуры, которые строят сами себя

«Это почти как научно-популярная литература», — говорит Джонатан Десси-Олив, доцент Школы архитектуры Дэвида Р. Рэвина и Университета Северной Каролины в Шарлотте и директор лаборатории MycoMatters. «Они занимаются настоящей биологией, чтобы представить потенциальное будущее».

Он согласен с тем, что саморазмножение и радиационная защита делают грибы идеальными для колонизации малоресурсных и высокорадиационных ландшафтов Марса и Луны, говоря о проекте НАСА: «Они работают над тем, чтобы [structures] в основном культивируются самостоятельно посредством сотрудничества нескольких организмов, что очень интересно.

«Я надеюсь, что правительство видит необходимость проведения этих исследований не только для освоения космоса, но и здесь, на Земле».

Маурер, который в настоящее время участвует во множестве микопроектов, как здесь, так и на небесах, говорит, что ему пришлось немало поучиться, чтобы перенести то, что он почерпнул, работая с земными грибами, в экстремальные условия космоса, где «здание выталкивается наружу». вместо того, чтобы пытаться спуститься».

По его словам, это уже достаточно странно, но следует учитывать еще и температуру кипения воды. «Без давления, даже при минусовой температуре, вода закипает. Вода является неотъемлемой частью программы, поэтому давление, температура и газообмен/питательный обмен должны быть очень точными».

Он качает головой и смеется.

«Это не совсем ракетостроение, но близко к этому».