अन्य प्रमुख अंतरिक्ष एजेंसियों के साथ मिलकर नासा का लक्ष्य 2030 की शुरुआत में अपने पहले मानव मिशन को मंगल पर भेजने का है, जबकि स्पेसएक्स जैसी कंपनियां ऐसा पहले भी कर सकती थीं। मंगल पर अंतरिक्ष यात्रियों को ऑक्सीजन, पानी, भोजन और अन्य उपभोग्य वस्तुओं की आवश्यकता होगी। इन्हें मंगल से अलग करने की आवश्यकता होगी, क्योंकि लंबे समय में पृथ्वी से इन्हें आयात करना अव्यावहारिक होगा। में माइक्रोबायोलॉजी में फ्रंटियर्स, वैज्ञानिक पहली बार दिखाते हैं कि अनाबेना साइनोबैक्टीरिया को केवल स्थानीय गैसों, पानी और अन्य पोषक तत्वों के साथ और कम दबाव में उगाया जा सकता है। इससे टिकाऊ जैविक जीवन समर्थन प्रणाली विकसित करना बहुत आसान हो जाता है।

“यहाँ हम दिखाते हैं कि साइनोबैक्टीरीया, कम कुल दबाव में, कार्बन और नाइट्रोजन के स्रोत के रूप में, मार्टियन वातावरण में उपलब्ध गैसों का उपयोग कर सकते हैं। इन स्थितियों के तहत, साइनोबैक्टीरिया ने केवल मंगल जैसी धूल वाले पानी में बढ़ने की अपनी क्षमता बनाए रखी और अभी भी अन्य रोगाणुओं को खिलाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। यह लंबे समय तक चलने वाले मिशनों को मंगल को टिकाऊ बनाने में मदद कर सकता है, ”प्रमुख लेखक डॉ। साइप्रियन प्रॉक्सीक्स, एक खगोलविज्ञानी कहते हैं, जो जर्मनी के ब्रेमेन विश्वविद्यालय के एप्लाइड स्पेस टेक्नोलॉजी और माइक्रोग्रैविटी (ZARM) केंद्र में एप्लाइड स्पेस माइक्रोबायोलॉजी की प्रयोगशाला के प्रमुख हैं।

कम दबाव का वातावरण

साइनोबैक्टीरिया को लंबे समय से अंतरिक्ष मिशन पर जैविक जीवन समर्थन को चलाने के लिए उम्मीदवारों के रूप में लक्षित किया गया है, क्योंकि सभी प्रजातियां प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से ऑक्सीजन का उत्पादन करती हैं जबकि कुछ पोषक तत्वों में वायुमंडलीय नाइट्रोजन को ठीक कर सकते हैं। एक कठिनाई यह है कि वे सीधे मंगल ग्रह के वातावरण में नहीं बढ़ सकते हैं, जहां कुल दबाव पृथ्वी के 1% से कम है - 6 से 11 hPa, तरल पानी की उपस्थिति के लिए बहुत कम है - जबकि नाइट्रोजन गैस का आंशिक दबाव - 0.2 से 0.3 hPa - उनके चयापचय के लिए बहुत कम है। लेकिन पृथ्वी जैसा वातावरण फिर से बनाना महंगा होगा: गैसों को आयात करने की आवश्यकता होगी, जबकि संस्कृति प्रणाली को मजबूत होने की आवश्यकता होगी - इसलिए, माल ढुलाई के लिए भारी - दबाव के अंतर का विरोध करने के लिए: "प्रेशर कुकर के बारे में सोचें," श्लोक कहते हैं । इसलिए शोधकर्ताओं ने एक मध्यम जमीन की तलाश की: मंगल के करीब एक वातावरण जो साइनोबैक्टीरिया को अच्छी तरह से विकसित करने की अनुमति देता है।

उपयुक्त वायुमंडलीय परिस्थितियों का पता लगाने के लिए, सुएक्सेक्स एट अल। एटमोस नामक एक बायोरिएक्टर विकसित किया ("मंगल-बाध्य कार्बनिक प्रणालियों के लिए वायुमंडल परीक्षक"), जिसमें कम दबाव पर कृत्रिम वायुमंडल में साइनोबैक्टीरिया उगाया जा सकता है। कोई भी इनपुट लाल ग्रह से ही आना चाहिए: नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड के अलावा, गैसों को प्रचुर मात्रा में मार्टियन वातावरण में, और पानी जो बर्फ से खनन किया जा सकता है, पोषक तत्वों को "रेजोलिथ" से आना चाहिए, पृथ्वी जैसे ग्रहों और चंद्रमाओं को कवर करना । फास्फोरस, सल्फर, और कैल्शियम जैसे पोषक तत्वों से भरपूर मार्जिन रेजोलिथ को दिखाया गया है।

अनाबेना: बहुमुखी सियानोबैक्टीरिया मंगल जैसी धूल पर उगाया जाता है

एटमोस में ग्लास और स्टील से बने नौ 1 एल पोत हैं, जिनमें से प्रत्येक बाँझ, गर्म, दबाव-नियंत्रित और डिजिटल रूप से निगरानी की जाती है, जबकि अंदर की संस्कृतियों में लगातार हलचल होती है। लेखकों ने नाइट्रोजन-फिक्सिंग सियानोबैक्टीरिया का एक तनाव चुना जिसे अनाबेना सपा कहा जाता है। पीसीसी 7938, क्योंकि प्रारंभिक परीक्षणों से पता चला है कि यह विशेष रूप से मार्टियन संसाधनों का उपयोग करने और अन्य जीवों को विकसित करने में मदद करने में अच्छा होगा। बारीकी से संबंधित प्रजातियों को खाद्य इंजीनियरिंग के लिए उपयुक्त, आनुवांशिक इंजीनियरिंग के लिए उपयुक्त, और कठोर परिस्थितियों से बचने के लिए विशेष निष्क्रिय कोशिकाओं को बनाने में सक्षम दिखाया गया है।

वर्क्सक्स और उनके सहयोगियों ने पृथ्वी पर की तुलना में दस गुना कम - 10 hPa के दबाव में 96% नाइट्रोजन और 4% कार्बन डाइऑक्साइड के मिश्रण के तहत 100 दिनों के लिए पहली बार अनाबेना को बढ़ाया। साइनोबैक्टीरिया परिवेशी वायु के साथ-साथ बढ़ता गया। फिर उन्होंने रीजोलिथ के साथ संशोधित वातावरण के संयोजन का परीक्षण किया। चूँकि कोई भी रेजोलिथ मंगल से नहीं लाया गया है, उन्होंने विकास का माध्यम बनाने के लिए सेंट्रल फ्लोरिडा विश्वविद्यालय (जिसे "मार्स ग्लोबल सिमुलेंट" कहा जाता है) द्वारा विकसित एक सब्सट्रेट का उपयोग किया। नियंत्रण के रूप में, अनाबेना को मानक माध्यम में, या तो परिवेशी वायु में या उसी कम दबाव वाले कृत्रिम वातावरण में उगाया जाता था।

सायनोबैक्टीरिया सभी परिस्थितियों में अच्छी तरह से विकसित हुआ, जिसमें नाइट्रोजन के तहत रेजोलिथ शामिल हैं- और निम्न दबाव पर कार्बन डाइऑक्साइड युक्त मिश्रण। जैसी कि उम्मीद थी, वे या तो वायुमंडल के तहत, मंगल ग्लोबल सिमुलेंट की तुलना में साइनोबैक्टीरिया के लिए अनुकूलित मानक माध्यम पर तेजी से बढ़े। लेकिन यह अभी भी एक बड़ी सफलता है: जबकि मानक माध्यम को पृथ्वी से आयात करने की आवश्यकता होगी, रेजोलिथ मंगल पर सर्वव्यापी है। "हम मंगल ग्रह पर उपलब्ध पोषक तत्वों के संसाधनों, और केवल उन लोगों के रूप में उपयोग करना चाहते हैं," प्रॉक्सीक्स कहते हैं।

सूखे Anabaena बायोमास जमीन था, बाँझ पानी में निलंबित कर दिया, फ़िल्टर किया, और सफलतापूर्वक ई। कोलाई बैक्टीरिया के बढ़ने के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में इस्तेमाल किया, यह साबित करते हुए कि शर्करा, अमीनो एसिड, और अन्य पोषक तत्वों को उन बैक्टीरिया को खिलाने के लिए उनसे निकाला जा सकता है, जो कम हैं जैव प्रौद्योगिकी के लिए हार्डी लेकिन कोशिश की और परीक्षण उपकरण। उदाहरण के लिए, ई। कोलाई मंगल पर कुछ खाद्य उत्पादों और दवाओं का उत्पादन करने के लिए अनाबेना की तुलना में अधिक आसानी से इंजीनियर हो सकता है जो अनाबेना नहीं कर सकती।

शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला है कि नाइट्रोजन-फिक्सिंग, ऑक्सीजन-उत्पादक साइनोबैक्टीरिया को विशेष रूप से स्थानीय सामग्री के साथ, नियंत्रित परिस्थितियों में कम दबाव में मंगल ग्रह पर कुशलता से उगाया जा सकता है।

आगे पाइपलाइन में शोधन

ये परिणाम एक महत्वपूर्ण अग्रिम हैं। लेकिन लेखक सावधानी बरतते हैं कि आगे के अध्ययन आवश्यक हैं: "हम इस प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट से एक ऐसी प्रणाली में जाना चाहते हैं, जिसका उपयोग मंगल पर कुशलतापूर्वक किया जा सकता है," श्लोक कहता है। वे विकास के लिए दबाव, कार्बन डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन इष्टतम के संयोजन को ठीक करने का सुझाव देते हैं, जबकि साइनोबैक्टीरिया के अन्य जेनेरा का परीक्षण करते हुए, शायद आनुवंशिक रूप से अंतरिक्ष मिशनों के लिए सिलवाया जाता है। मंगल के लिए एक खेती प्रणाली को भी डिजाइन करने की आवश्यकता है:

"हमारे बायोरिएक्टर, एटमोस, मंगल पर उपयोग की जाने वाली खेती प्रणाली नहीं है: यह पृथ्वी पर परीक्षण करने के लिए है, हम वहां प्रदान करेंगे। लेकिन हमारे परिणाम एक मार्टियन खेती प्रणाली के डिजाइन का मार्गदर्शन करने में मदद करेंगे। उदाहरण के लिए, निम्न दबाव का मतलब है कि हम अधिक हल्के संरचना विकसित कर सकते हैं जो अधिक आसानी से फ्रेट किया जाता है, क्योंकि इसके अंदर और बाहर के बीच बहुत अंतर नहीं होगा।

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इस परियोजना को अलेक्जेंडर वॉन हम्बोल्ट फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित किया गया था।