W 1991 roku, w samym sercu zgliszczy reaktora w Czarnobylu, naukowcy odkryli coś, co mogło uchodzić za scenę z post apokaliptycznego filmu: czarne grzyby porastające ściany strefy o ekstremalnie wysokim promieniowaniu. Zamiast umierać – rozwijały się. I to właśnie one mogą okazać się kluczem do przyszłości astronautyki i eksploracji kosmosu.
Melanina – tajna broń grzybów
Za niezwykłą odporność grzybów odpowiada melanina – ten sam pigment, który chroni ludzką skórę przed szkodliwym promieniowaniem UV. W przypadku niektórych gatunków grzybów, takich jak Cladosporium sphaerospermum czy Cryptococcus neoformans, melanina odgrywa jednak jeszcze bardziej zdumiewającą rolę – pozwala im nie tylko przetrwać, ale i czerpać energię z promieniowania gamma.
Zjawisko to nazwano radiosyntezą – analogicznym do fotosyntezy procesem, w którym zamiast światła słonecznego, wykorzystywane jest promieniowanie jonizujące. Grzyby przekształcają je w energię chemiczną, co pozwala im rosnąć tam, gdzie inne organizmy dawno by zginęły.
Z Czarnobyla na orbitę
Oczywiście, nie trzeba było długo czekać, by tymi właściwościami zainteresowała się NASA. W 2019 roku naukowcy z Johns Hopkins University wysłali melaninę pochodzącą z grzybów na pokład Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Celem: sprawdzić, czy materiał ten może pełnić rolę biologicznej tarczy antyradiacyjnej.
Wyniki? Obiecujące. Grzyby nie tylko przetrwały w warunkach mikrograwitacji, ale skutecznie blokowały część promieniowania kosmicznego. Jeśli dalsze badania potwierdzą te właściwości, otworzy się droga do zupełnie nowego podejścia do ochrony ludzi w przestrzeni kosmicznej.
Rewolucja w skafandrach?
Obecnie, aby chronić astronautów przed szkodliwym promieniowaniem, stosuje się warstwy metali (np. aluminium) lub tworzyw sztucznych, które dodają masy i komplikują konstrukcję skafandrów oraz habitatów. Problemem jest również konieczność stosowania osłon wewnętrznych – chowających się za ładunkiem, grubymi ścianami modułów czy warstwami regolitów na Marsie.
Grzyby takie jak Cladosporium czy Cryptococcus mogłyby tu zmienić wszystko. Bio-skafandry pokryte warstwą melaniny, a nawet żywą tkanką grzyba, mogłyby znacząco zmniejszyć wagę wyposażenia ochronnego. Co więcej, grzyby mogą się samoregenerować – potencjalnie obniżając koszty misji i wydłużając ich czas trwania.
Domy z grzyba na Marsie?
To nie wszystko. NASA testuje również możliwość budowy habitatów marsjańskich przy użyciu struktur bazujących na grzybach. Mowa tu o tzw. mycelium-based structures – lekkich, porowatych, ale wytrzymałych materiałach zbudowanych z grzybni. Jeśli uda się je zintegrować z melaniną lub same zaszczepić melanizowanymi grzybami, uzyskamy konstrukcje samonaprawiające się i odporne na promieniowanie.
Oczywiście są też wyzwania: Mars to planeta zimna, a grzyby potrzebują ciepła i odpowiednich warunków wilgotnościowych. Trudno też przewidzieć, jak mikroorganizmy zachowają się w długofalowym cyklu w zamkniętym ekosystemie.
Kosmiczna symbioza
Mimo to, perspektywa zastosowania biologicznych rozwiązań w inżynierii kosmicznej wydaje się coraz bardziej realna. Ochrona przed promieniowaniem, regeneracja materiałów, a nawet produkcja energii – to wszystko może zostać zrealizowane nie dzięki kolejnym tonom aluminium, lecz dzięki… grzybom.
Czy za kilkanaście lat skafandry astronautów będą pokryte melanizowaną warstwą grzybowej „skóry”? Czy bazy na Księżycu będą rosły zamiast być budowane? Jeśli tak – wszystko zaczęło się od ciemnej, cichej kolonii grzybów na ścianie reaktora w Czarnobylu.
Nasze artykuły
Grzyby, które pochłaniają promieniowanie – przyszłość bioinżynierii kosmicznej?
Szczątki rakiety Falcon 9 znalezione pod Poznaniem
Co musisz wiedzieć przed 7. lotem Starshipa?
Parker Solar Probe musnął Słońce!
Trzecia rocznica teleskopu Jamesa Webba
