Představte si, že letíte na Mars a během výstupu z kosmické lodi nešťastnou náhodou přijdete o zásadní nástroj, který opravdu potřebujete. Co teď?

Prostě se vrátíte zpět na palubu a ze své moči, vydýchaného vzduchu a mikroorganismů vytisknete ve 3D tiskárně nový!

Cesta na Mars bude nejdelší misí v dějinách kosmonautiky. Astronauti budou potřebovat spoustu materiálu a potravy. Kde je vzít? Co třeba operativně přímo v kosmu vyrobit?

Na realizaci této myšlenky usilovně pracuje tým chemiků, kteří svou koncepci představili na srpnovém setkání Americké chemické společnosti – největšího vědeckého uskupení na světě.

Materiál? Výkaly a moč

Astronauti si toho do vesmíru nemohou vzít moc, protože vynesení každého kilogramu stojí statisíce dolarů.

„V případě cesty, která by mohla trvat třeba i několik let, musíme zaručit, že si budou moci veškeré vybavení recyklovat anebo z dostupných materiálů sami vyrobit,“ uvedl profesor chemie Mark A. Blenner.

Nástroje i jídlo

Odpad je materiál, jenž se z těl astronautů bude spolehlivě uvolňovat neustále. Ať už dýcháním, pocením nebo vylučováním. Ve všech případech jde o molekuly, které lze dále využít – a vědci právě teď pracují na tom jak. Ukazuje se, že možnosti jsou nepřeberné.

Molekuly se totiž teoreticky dají přeměnit na různé polymery, z nichž lze vyrobit mnoho užitečných věcí – od jídla až po nástroje.

Oxid uhličitý je základ

Blennerův tým pracuje s kultivovanými kvasinkami druhu Yarrowia lipotyca. Ty totiž potřebují k růstu jen dvě věci – uhlík a dusík. A oboje se podle Blennerova výzkumu dá získat z lidského těla.

Uhlík není problém, kvasinky si ho samy vezmou z oxidu uhličitého, který lidé vydechují. A kromě toho je tato látka přítomna v dostatečném množství i v řídké atmosféře Marsu.

Nadšení vědci

Pak je třeba použít vybrané řasy nebo speciální bakterie, který přemění oxid uhličitý do konzumovatelné podoby.

Během Blennerova výzkumu se také přišlo na to, že jeden z kmenů použitých kvasinek umí vyrábět omega-3 mastné kyseliny, jež jsou potřebné pro zdraví lidského srdce, mozku a očí.

Vydrží několik let, takže zatím není dořešeno, jak je zajistit astronautům na mnohaleté expedici. Už jen tento objev ale mezi vědci vyvolal nadšení.

Kanystr z moči? Ano!

S dusíkem to bylo o něco horší než s oxidem uhličitým, naštěstí se ale ukázalo, že jej lze získat z močoviny obsažené v lidské moči – další látky, jíž bude na palubě několikaleté mise dost a dost.

Další z kmenů použité kvasinky umí vytvářet polyesterové polymery, vhodné jako náplň pro tisk kvalitního plastu ve 3D tiskárnách. Proto můžeme ve zkratce říci, že z moči si bude možné vyrobit třeba kanystr.

Neustále probíhající výzkum

Profesor Blenner nyní pracuje na způsobu, jak vytvořit nebo upravit další kmeny kvasinek, které by se daly použít k dalším účelům.

Nejde prozatím o příliš efektivní metodu – jejím výsledkem je příliš malé množství plastu na to, aby ji bylo možné využít v praxi. Vědci však usilují o maximalizaci výkonu a současně se pokoušejí najít cesty, jak tuto technologii použít i zde na Zemi.