Rośliny mogłyby zbudować infrastrukturę dla ludzi na Marsie: pierwsze sukcesy już są

W przyszłości pracownicy roślin mogą budować infrastrukturę dla ziemskich osadników na innych planetach. I będą to robić z tego, co sami znajdą w glebie.

Nad pierwszymi takimi "pomocnikami" pracuje włoska biolog i inżynier Barbara Mazzolai, donosi MIT Press. Choć nie jest dość łatwo wyobrazić sobie połączenie robotów i roślin, które byłoby skutecznym pomocnikiem dla człowieka, Mazzolai jest przekonana, że ma to zdrowy sens.

Najmniej widoczna część rośliny - jej korzenie - nie jest może tak ciekawa i kolorowa jak kwiaty czy liście, ale to właśnie one mocno zakotwiczają roślinę i nieustannie zbierają informacje z gleby, aby zdecydować, w którym kierunku rosnąć, aby znaleźć składniki odżywcze, uniknąć słonej gleby. i nie zakłócać korzeni innych roślin. Innymi słowy, jak wyjaśnił naukowiec, korzenie roślin są fantastycznym systemem do podziemnej eksploracji.

"To zmusiło nas do ponownego przemyślenia wszystkiego, od materiałów po czujniki i zarządzanie pracą" - powiedziała.

Na pomysł wykorzystania roślin roborastych w kosmosie Mazzollai wpadła podczas spotkania z przedstawicielami Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Podczas spotkania uświadomiła sobie, że kosmiczni inżynierowie zmagają się z problemem, który rośliny genialnie rozwiązały kilkaset milionów lat temu.

"U prawdziwych roślin korzenie pełnią dwie funkcje. Eksplorują glebę w poszukiwaniu wody i składników odżywczych, ale co ważniejsze, zakotwiczają roślinę, która w przeciwnym razie załamałaby się i umarła" - wyjaśniła naukowiec.

Zakotwiczenie, jak się okazuje, jest problemem nie tylko dla roślin, ale także dla statków kosmicznych, których waga jest czasem niewystarczająca, by utrzymać się na obiektach kosmicznych, takich jak Mars, Księżyc czy asteroida, które nie mają takiej samej siły grawitacyjnej jak Ziemia.

Aby to zrobić, statki kosmiczne są wyposażone w harpuny, gwoździe kompresyjne i wiertła. Ale te systemy z czasem stają się zawodne, jeśli grunt osiada lub w ogóle nie działa.

Mazzolai i jej zespół wymyślili w 2008 roku system, który rozwiązałby ten problem i zaproponowali przetestowanie go na Marsie, ale ESA go wtedy odrzuciła.

"Był zbyt futurystyczny i wymagał technologii, która jeszcze nie istniała" - wyjaśniła Biologia.

Pomysł polegał na tym, że statek kosmiczny podczas twardego lądowania zrobi wgłębienie w glebie, w które zostanie zasadzone "nasionko", z którego szybko wykiełkuje robotyczny korzeń, tworząc nacisk na glebę i zapewniając oparcie. Taki korzeń będzie mógł również analizować glebę, aby jak najskuteczniej się zadomowić.

Mazzolai przekonał następnie Komisję Europejską do sfinansowania trzyletnich badań, w wyniku których powstał robot inspirowany roślinami, o nazwie kodowej Plantoid.

"To było niezbadane terytorium ... stworzenie robota bez z góry określonego kształtu, który mógłby rosnąć i poruszać się w glebie - robota składającego się z niezależnych jednostek, które mogłyby się samoorganizować i wspólnie podejmować decyzje" - powiedział naukowiec.

Mazzolai i jej zespół zaprojektowali korzenie robota jako elastyczne, przegubowe, cylindryczne struktury z mechanizmem, który może poruszać ich końcówkami w różnych kierunkach. Zamiast mechanizmu wydłużania opracowanego na potrzeby wstępnych badań ESA, Mazzolai zaprojektowała prawdziwy mechanizm wzrostu, w zasadzie miniaturową drukarkę 3D, która może stale dodawać materiał za końcówką korzenia, wpychając go w ten sposób w ziemię.

Robot wypuszcza rozgrzane plastikowe korzenie, które szybko stygną i stają się twarde, zamykając się w glebie.

"Fakt, że korzeń wciska się w glebę tylko końcówką sprawia, że różni się on zasadniczo od tradycyjnych wierteł, które są bardzo destrukcyjne. Korzeń, wręcz przeciwnie, szuka istniejących przerw w glebie, w które może wykiełkować, i tylko jeśli ich nie znajdzie, stosuje wystarczający nacisk, aby samemu stworzyć przerwę" - wyjaśnia Mazzolai.

Jest również wyposażona w miękkie, złożone liście, które delikatnie poruszają się w kierunku światła i wilgoci. Jak dotąd liście te nie potrafią przekształcać światła w energię, ale Michael Gratzel, profesor chemii w EPFL w Lozannie, opracował już przezroczyste, złożone folie wypełnione syntetycznym chlorofilem zdolne do przekształcania i przechowywania energii elektrycznej ze światła, które pewnego dnia mogłyby przekształcić się w sztuczne liście zasilające pracę planktoidów.

Tymczasem Mazzolai i jego zespół pracują już nad nowym robotem, nazwanym Growbot, inspirowanym wspinaniem się na drzewa. Są one w stanie bardzo skutecznie wykorzystywać wskazówki z otoczenia, aby znaleźć najlepsze miejsce do zakotwiczenia się.

Ten nowy projekt może pewnego dnia doprowadzić do powstania robotów-odkrywców, które mogą pracować w ciemnych środowiskach z dużą ilością pustej przestrzeni, takich jak jaskinie czy studnie.

Mazzolai nie zapomina jednak o pomyśle, od którego wszystko się zaczęło: zasadzeniu roślin dla robotów i umożliwieniu im wzrostu na innych planetach.

Mówi, że roboty inspirowane roślinami mogłyby nie tylko pobierać próbki gleby, ale także uwalniać substancje chemiczne, aby uczynić ją bardziej żyzną - na Ziemi lub na terraformowanym Marsie.

Robotyczne rośliny mogłyby być również wykorzystane do wyhodowania całej infrastruktury od podstaw.

"W miarę wzrostu korzeni i gałęzi planetoidy, growboty stworzą pustą strukturę, którą będzie można wypełnić kablami lub płynami" - wyjaśniła.

Ta zdolność do autonomicznej uprawy infrastruktury dla funkcjonującego obiektu byłaby ważna podczas kolonizacji wrogich środowisk, takich jak Mars, gdzie las robotów roślinnych mógłby analizować glebę i poszukiwać wody oraz innych substancji chemicznych, tworząc stabilną strukturę z hydrauliką, okablowaniem elektrycznym i kablami komunikacyjnymi.

OBOZREVATEL również wcześniej informował o pomyśle naukowców chcących zbudować domy dla astronautów na Marsie z ziemniaków i soli.

Opracowali oni nowy rodzaj materiału o nazwie "kosmiczny beton". Jego osobliwością jest to, że wraz z pyłem marsjańskim zawiera on takie nietypowe dla budownictwa składniki jak skrobia ziemniaczana i sól.

Śledźkanały OBOZREVATEL na Telegramie i Viberze, aby być na bieżąco.