Các nhà khoa học vừa đạt bước tiến đáng kể trong hành trình chinh phục không gian: họ đã nuôi cấy thành công tảo xanh Dunaliella tertiolecta trong thiết bị làm từ nhựa sinh học dưới điều kiện mô phỏng môi trường khắc nghiệt trên sao Hỏa. Thành công này không chỉ mở ra triển vọng về hệ sinh thái tự duy trì trong không gian mà còn hứa hẹn mang lại lợi ích thiết thực cho công nghệ bền vững trên Trái đất.

Nhóm nghiên cứu do giáo sư Robin Wordsworth (Đại học Harvard) dẫn đầu đã sử dụng axit polylactic – một loại nhựa sinh học phân hủy tự nhiên – để in 3D các buồng nuôi cấy. Bên trong đó, tảo Dunaliella tertiolecta vẫn phát triển mạnh mẽ dù phải đối mặt với môi trường có áp suất chỉ bằng 1% Trái đất và nồng độ CO₂ cao, mô phỏng khí quyển sao Hỏa.

“Chúng tôi đã chứng minh rằng có thể duy trì sự sống trong môi trường ngoài Trái đất chỉ bằng vật liệu có nguồn gốc sinh học,” nhóm nghiên cứu viết trong bài báo đăng trên Science Advances.

Buồng sinh học giúp bảo vệ tảo khỏi tia cực tím độc hại nhưng vẫn cho phép ánh sáng xuyên qua để quang hợp. Đặc biệt, nhóm đã tạo được chênh lệch áp suất bên trong buồng để giữ nước ở dạng lỏng – điều không thể xảy ra tự nhiên trên bề mặt sao Hỏa – nhờ đó duy trì hoạt động sinh học của tảo.

Điều đáng chú ý là loại tảo này không chỉ sống được, mà còn có thể tạo ra thêm nhựa sinh học trong chính nơi cư trú bằng nhựa sinh học – một vòng tuần hoàn tiềm năng. “Bạn bắt đầu có một hệ thống khép kín, có thể tự duy trì và thậm chí mở rộng theo thời gian,” giáo sư Wordsworth chia sẻ.

Nhóm cũng nhấn mạnh rằng, so với vật liệu công nghiệp thông thường vốn đắt đỏ và khó tái chế ngoài không gian, nhựa sinh học có thể được sản xuất tại chỗ bằng quy trình sinh học – mở ra hướng đi bền vững hơn cho các sứ mệnh dài ngày.

Thí nghiệm này tiếp nối các nghiên cứu trước đó của nhóm về việc sử dụng aerogel silica – silica dạng gel khí – để giữ nhiệt và tạo hiệu ứng nhà kính. Giờ đây, khi kết hợp aerogel với buồng nhựa sinh học, nhóm đang tiến gần hơn tới mô hình nơi cư trú tự cung tự cấp ngoài không gian.

Bước tiếp theo, họ sẽ thử nghiệm hệ thống trong điều kiện chân không như trên Mặt Trăng hoặc trong các sứ mệnh không gian sâu.

“Khái niệm nơi cư trú bằng vật liệu sinh học thực sự rất thú vị và có thể hỗ trợ con người sống trong không gian,” giáo sư Wordsworth khẳng định. “Khi công nghệ kiểu này phát triển, nó cũng sẽ mang lại lợi ích lan tỏa cho công nghệ bền vững ngay tại Trái đất.”

Việc định cư trong tương lai trên sao Hỏa sẽ cần dựa vào nguồn lực tại chỗ và nhiều lao động để duy trì một khu định cư bền vững trên Hành tinh Đỏ. Ảnh: NASA