Levende, groeiende gebouwen: gaan we onze eerste Marskolonie opbouwen met de hulp van algen?

Als mensen ooit echt op Mars willen wonen, dan moeten we eerst een oplossing vinden voor een gigantisch probleem: hoe bouw je leefbare ruimtes zonder duizenden en duizenden kilo’s aan bouwmaterialen vanaf de Aarde te verschepen? Dit is peperduur en logistiek bijna onmogelijk. Maar de redding komt misschien wel uit onverwachte hoek…

Onderzoekers van de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) denken een oplossing te hebben gevonden in de levende natuur en schrijven erover in de nieuwste uitgave van het vakblad Science Advances. Hoofdonderzoeker Robin Wordsworth laat zien dat het mogelijk is om groene algen te laten groeien in bunkers gemaakt van bioplastic, onder omstandigheden die lijken op wat het oppervlak van Mars te bieden heeft. Het is een veelbelovende stap richting het bouwen van duurzame buitenaardse huizen die zichzelf kunnen onderhouden en nog kunnen groeien ook.

Bizarre omstandigheden
In het lab bootste het onderzoeksteam de ijle atmosfeer van Mars na: een druk van 600 Pascal (dat is meer dan honderd keer lager dan op Aarde) en een omgeving rijk aan koolstofdioxide in plaats van alle stikstof en zuurstof waar onze atmosfeer vol mee zit. Onder die bizarre omstandigheden slaagden ze erin om de algensoort Dunaliella tertiolecta te laten groeien in een speciaal ontworpen, 3D-geprinte kamer gemaakt van het bioplastic polymelkzuur (in het Engels bekend als polylactic acid (PLA)). Deze stof is een biologisch afbreekbaar en composteerbaar plastic gemaakt van maïszetmeel, suikerriet of tapioca. Het wordt vaak gebruikt als een duurzaam alternatief voor traditionele plastics, vooral bij 3D-printen, voedselverpakkingen en medische implantaten.

De bioplastickamer heeft meerdere functies: hij laat genoeg licht door om de algen te laten fotosynthetiseren, houdt schadelijke UV-straling buiten en zorgt voor een drukverschil waardoor water – ondanks de lage luchtdruk – vloeibaar blijft. “Als je een habitat hebt gemaakt van bioplastic en je laat daar algen in groeien, dan kunnen die algen weer nieuw bioplastic produceren”, legt Wordsworth uit. “Zo krijg je een soort zelfvoorzienend systeem dat nog lang door kan blijven groeien, ook als het bouwwerk al lang en breed staat.”

Bioplastic met algengroei. Foto: Wordsworth Group / Harvard SEAS

Een leefbare bubbel op een dode planeet
Tot nu toe waren plannen voor leven op Mars vooral gericht op industriële technieken, oftewel dure materialen produceren en met veel moeite recyclen. Het idee van Wordsworth is veel natuurlijker; het is een systeem dat werkt zoals de ecosystemen op Aarde. Het team werkte eerder ook al aan lokale ’terraforming’ van Mars: met behulp van aerogel – een superlicht en isolerend materiaal – creëerden ze een soort kaseffect dat de bodem opwarmde, zodat er planten konden groeien. Combineer je die technologie met deze nieuwe bioplastic-algenkamers, dan krijg je een leefbare omgeving waarin druk en temperatuur onder controle blijven.

Levende, groeiende gebouwen
Wordsworth en zijn collega’s zijn al druk bezig met de volgende stap. Ze gaan de nieuwste versie van hun habitats testen onder vacuümomstandigheden, zoals het er op de maan of in de ruimte aan toegaat. Ook zijn er plannen om een volledig werkend ‘closed loop-systeem’ te bouwen: een leefruimte die zichzelf in stand houdt en zelfs nieuwe onderdelen kan produceren. “Het idee van habitats die opgebouwd zijn uit biologische materialen is niet alleen fascinerend, het is ook haalbaar”, zegt Wordsworth. “En als het lukt om deze technologie verder te ontwikkelen, dan kunnen we die misschien ook op Aarde gebruiken voor een duurzamer manier van bouwen.”