Da quando gli esseri umani hanno messo piede sulla Luna, l’idea di vivere oltre la Terra è diventata un obiettivo strategico di lungo periodo per le agenzie spaziali. Tra le destinazioni realisticamente raggiungibili, Marte emerge come il candidato principale. Il suo paesaggio drammatico e alcune caratteristiche vagamente familiari lo fanno percepire come la prossima frontiera dell’esplorazione e dell’insediamento umano. Tuttavia, costruire una presenza stabile sul Pianeta Rosso rappresenta allo stesso tempo una delle più grandi ambizioni dell’umanità e una delle sfide più complesse mai affrontate da scienza e ingegneria ed è qui che entra in gioco la biocostruzione su Marte.
La storia dell’atmosfera marziana
Nel corso di miliardi di anni Marte ha perso la densa atmosfera che un tempo proteggeva la sua superficie. Oggi l’ambiente marziano è estremamente ostile per la vita terrestre. La sottilissima atmosfera è composta principalmente da anidride carbonica, la pressione è inferiore all’1% di quella terrestre e le temperature oscillano approssimativamente tra −90 °C e 26 °C. A questo si aggiungono radiazioni cosmiche costanti e l’assenza di aria respirabile. Un rifugio su Marte deve quindi fare molto più che offrire pareti e tetto. Deve essere un sistema di supporto vitale capace di resistere a condizioni progettate, per così dire, per degradare i sistemi biologici.
Trasportare enormi quantità di materiali da costruzione dalla Terra sarebbe economicamente e logisticamente irrealistico. Per questo la biocostruzione su Marte si basa sull’uso delle risorse locali, un approccio noto come ISRU (In Situ Resource Utilization). Utilizzare ciò che è già presente sul pianeta è un pilastro fondamentale per qualsiasi strategia di presenza umana sostenibile.
Questa visione è rafforzata dalle missioni robotiche. Il rover Perseverance della NASA ha raccolto campioni dal Jezero Crater, antico letto fluviale marziano che potrebbe conservare tracce di vita primordiale. Questa possibilità apre una domanda ancora più ampia: se microrganismi avessero vissuto su Marte in passato, potrebbero processi microbici aiutarci oggi a costruire habitat?
Dalla vita primordiale terrestre ai cantieri marziani
La vita sulla Terra è iniziata con microrganismi semplici in ambienti acquatici superficiali. Nel tempo, questi organismi minuscoli hanno trasformato il pianeta, contribuendo all’ossigenazione dell’atmosfera e creando strutture durevoli come le barriere coralline. La biocostruzione su Marte trae ispirazione proprio da questi processi naturali.
Ricercatori di più discipline collaborano in progetti internazionali focalizzati sulla biomineralizzazione. Un processo in cui microrganismi, come batteri, funghi e microalghe, producono minerali come parte del loro metabolismo. Questo fenomeno ha modellato i paesaggi terrestri per miliardi di anni. Microrganismi capaci di sopravvivere in ambienti estremi, laghi acidi, suoli vulcanici, grotte profonde, rappresentano candidati ideali per studiare cosa potrebbe funzionare in condizioni marziane.
Utilizzando i dati raccolti dai rover sulla regolite (il suolo marziano), i ricercatori stanno esaminando diversi percorsi di mineralizzazione microbica per produrre materiali strutturalmente robusti, minimizzando al contempo i rischi di contaminazione interplanetaria. L’approccio più promettente finora è la biocementazione, un processo in cui microrganismi generano composti simili al cemento, come il carbonato di calcio, a temperatura ambiente. Al centro di questa strategia di biocostruzione su Marte vi è la cooperazione tra due batteri. Il primo è Sporosarcina pasteurii, noto per produrre carbonato di calcio attraverso l’ureolisi. Il secondo è Chroococcidiopsis, un cianobatterio estremamente resistente, capace di sopravvivere in condizioni simulate simili a quelle marziane.
Insieme formano un sistema cooperativo. Chroococcidiopsis rilascia ossigeno, creando un microambiente più favorevole per Sporosarcina pasteurii, e produce una matrice polimerica extracellulare che lo protegge dalle radiazioni UV. In cambio, Sporosarcina secerne polimeri naturali che favoriscono la formazione minerale e legano la regolite. Il risultato è la trasformazione di suolo sciolto in un materiale solido, simile al calcestruzzo un passo cruciale per la biocostruzione su Marte.
Stampa 3D di habitat e sistemi di supporto vitale
La visione a lungo termine prevede la combinazione di questa co-coltura batterica con la regolite marziana per ottenere un materiale stampabile in 3D direttamente sul pianeta. Questo concetto si colloca all’intersezione tra astrobiologia, geochimica, scienza dei materiali, ingegneria delle costruzioni e robotica.
Se scalabile, la biocostruzione su Marte potrebbe rivoluzionare la progettazione e la fabbricazione di strutture extraterrestri. I vantaggi non si limitano all’edilizia. La produzione di ossigeno da parte di Chroococcidiopsis potrebbe contribuire alla stabilità degli habitat e al supporto vitale degli astronauti. Inoltre, l’ammoniaca generata come sottoprodotto metabolico da Sporosarcina pasteurii potrebbe favorire sistemi agricoli a ciclo chiuso e, in prospettiva, avere un ruolo nei tentativi di terraformazione.
Nonostante il potenziale, la ricerca è ancora in fase iniziale. Le agenzie spaziali mirano alla costruzione dei primi habitat umani su Marte negli anni 2040, ma i ritardi nel ritorno dei campioni marziani rallentano la verifica sperimentale di tecniche costruttive specifiche. Con missioni con equipaggio pianificate per il prossimo decennio, lo sviluppo della biocostruzione su Marte deve accelerare ora per essere pronto quando gli esseri umani metteranno piede sul pianeta.
In definitiva, l’idea di usare microrganismi per costruire infrastrutture extraterrestri unisce biologia, ingegneria e visione futuristica. Ciò che un tempo sembrava fantascienza potrebbe diventare una componente essenziale della sopravvivenza umana oltre la Terra, trasformando la vita microscopica in architetto del nostro futuro interplanetario.
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