Artist's impression van microbiële kwekerij op Mars.

Synthetische biologie kan het verschil uitmaken tussen wel of niet naar Mars vliegen. In elk geval scheelt het een hoop bagage, hebben onderzoekers van Berkeley Lab uitgerekend.

In Journal of the Royal Society Interface rekenen Adam Arkin en collega’s voor wat er gebeurt als je een Marsmissie, waarbij zes astronauten meegaan, de onderdelen meegeeft voor een voorraad fermentoren met slim ontworpen tekentafelbacteriën. Uitgangspunt is een missieduur van 916 dagen, waarvan 496 dagenverblijf op Mars en tweemaal 210 dagen reistijd.

Traditioneel reken je er dan op dat je een deel van het voedsel moet meenemen en de rest kweekt in een meegenomen broeikas; zonlicht en CO2 zijn op Mars in voldoende mate voorhanden. Maar N2 en H2O vind je er óók, en als je daar vervolgens biomassa van laat maken door Arthrospira platensis en Arthrospira maxima draagt de voedselvoorziening ineens 38 procent minder bij aan het startgewicht van je raket.

Van CO2 en water kun je ook brandstof maken. Dat kan via klassieke elektrolyseprocessen maar als je Methanobacterium thermoautotrophicum inschakelt om methaan te produceren, scheelt dat 56 procent in het startgewicht van de brandstofvoorziening.

Wat de behuizing voor de astronauten betreft: het was de beodeling om een 3D-printer mee te nemen en de muren te printen uit bodemmineralen. Maar als je een ándere printer meeneemt, de kunststof polyhydroxyboterzuur laat aanmaken door Cupriavidus necator en de eerste 202 dagen genoegen neemt met een krap plekje in de Marslander (want die bacterie heeft tijd nodig!), gaat het startgewicht van dit onderdeel met maar liefst 85 procent omlaag.

En o ja, als de hoofdpijnpilletjes op zijn heb je dankzij een gemodificeerde Synechocystis sp. binnen een paar dagen weer voldoende paracetamol.

Voor reizen naar de maan kun je een vergelijkbaar verhaal houden, zij het met andere cijfers en de overweging dat CO2, N2 en H2O daar vele malen schaarser zijn.

Uiteraard klopt de berekening voorlopig alleen in theorie, zijn er in de praktijk nog de nodige plooien glad te strijken en bestaat er een zeker risico dat er uiteindelijk tóch iets niet werkt en de astronauten na aankomst een serieus probleem hebben. Maar waarschijnlijk is het risico dat ze het om ándere redenen niet overleven nog veel groter, dus wat let ze?

bron: Berkeley Lab