Kosmonautům v hlubokém vesmíru pomůžou geneticky upravené mikroby

Mise do hlubokého vesmíru staví před lidskou posádku neuvěřitelné množství problémů. Nedostatečná produkce potravin i léků je jedním z těch, s nimiž by mohly pomoct genetické upravené či od nuly vyrobené jednobuněčné organismy. Jejich bratři by nám pak jednou mohly pomoct přeměnit Mars na planetu podobnou Zemi. Ačkoliv jsou podobné vize stále velmi vzdálené, první kroky tohoto druhu NASA již provedla.

Inzulín vyrábí lidská bakterie

Může se to zdát být inovativní nápad, ve skutečnosti však lidé využívají služeb mikroorganismů již po tisíciletí. Nemáme teď na mysli jenom symbiotické mikroorganismy, které nám pomáhají kupříkladu ve střevech, ale i zemědělské nebo průmyslové využití při produkci těsta, sýra nebo piva. Naši předci na počátku neolitické revoluce možná nevěděli, jak přesně kvašení nebo kynutí funguje, to jim však nebránilo aplikaci jeho procesu pro své obohacení. V 19. a 20. století však pochopení mikrosvěta přece jenom pokročilo o něco dále, a dnes je již dlouhé roky normou, že inzulín pro diabetiky produkuje lidmi geneticky upravená bakterie E. coli.

NASA jako bioinženýr

I poslední pokroky však budou zřejmě blednout proti budoucím možnostem syntetické biologie. Jeden z bioinženýrských příslibů zítřka nedávno zaujal pozornost agentury NASA. Očekávání misí do hlubokého vesmíru totiž sebou nese i riziko, že astronautům dojdou daleko od Země i kritické suroviny – potraviny či léky, které postupně degradují. Připomeňme, že NASA v historii s cílem vyrábět součástky hluboko ve vesmíru značně napomohla i vývoji 3D tiskáren. Nyní se tak skrze bioinženýrství poohlíží po něčem podobném, avšak o několik škál menším.

Protože zatím nemůžeme mikroorganismy přeprogramovat v mžiku oka, současný plán je vyvinout lehké a skladné "čipy", které by po vystavení vodě samy začaly produkovat nezbytné látky. Agentura již představila první studie zkoumající využití mikroorganismů k produkci živin i léčiv mimo Zemi. Na Mezinárodní vesmírné stanici má být otestován podobný čip, který po rehydrataci vyprodukuje antioxidant zeaxanthin, karoten nezbytný pro udržení zdraví astronautů ve stavu beztíže. Tempo podobného vývoje pod hlavičkou NASA obvykle není zrovna závratné, pilotní studie by však mohly nakopnout soukromé aplikace podobného ranku. Střízlivě lze během generace vyhlížet možnost produkovat látky "na objednávku" i v hlubokém vesmíru. Mnozí pak očekávají, že bioinženýrské mikroorganismy by mohly být "ušity na míru" i pro takové úkoly, jako bude kolonizace Marsu.

Jak zahustit atmosféru Marsu

V praxi je dnes idea teraformace, tedy osídlení rudé planety nejspíše stejně vzdálená, jako když nápad poprvé pronikl před necelým půlstoletím mezi obecnou veřejnost. Možná je vlastně ještě vzdálenější. V průběhu 70. a 80. let byl alespoň program Apollo stále v živé paměti a mnozí vkládali důvěru v raketoplán jako prostředek levných letů do kosmu. Dnes se naopak zdá, že pokud se k Marsu dříve nevydají soukromé společnosti jako SpaceX, NASA sama vyšle vlastní posádku nejdříve po roce 2040. Tou dobou uplyne od přistání Apolla 11 na Měsíci skoro 70 let. Právě z tohoto důvodu jsou disruptivní nápady, jak teraformaci realizovat jinými metodami, tak podstatné. Bioinženýrsky upravené mikroby by mohly být marťanským podmínkám daleko odolnější, mohly by se na rudé planetě rychleji množit a jako odpadní produkt vyrábět kyslík či naopak skleníkové plyny (například metan) zahušťující zdejší atmosféru. To celé krom prvního "vysazení" relativně bez lidského zásahu. Opačná šance, že velmoci někdy zafinancují program spalování fosilních paliv na Marsu tak, aby zde přibývalo atmosférického oxidu uhličitého a zahušťovala se atmosféra, dnes působí skoro groteskně. Pokud mají státní kosmické programy problém na Mars dostat jediného astronauta, těžko si představit těžkopádné přepravování atmosférických továren z teraformačních vizí 20. století.

Kolonizace pomocí bakterií

Vyslat množící se biologicky upravené mikroorganismy nebo replikující se nanotechnologie – popřípadě obojí – to si však již představit lze. A podobné "samostatně se zmnožující" přírodní továrny by ostatně mohl vytvořit i soukromý sektor na objednávku osadníků.

Přesto není decentralizovaná teraformace jedinou možností – nápady opačného ražení totiž také působí překvapivě zajímavě. Řeč je hlavně o magnetickému štítu, který by mohl Mars chránit před solární radiací. NASA se s nápadem pochlubila loni, nejzajímavější na ideji je pak především skutečnost, že při dostatečně silné ochraně by eroze marťanské atmosféry nejenže přestala, ale naopak by se atmosféra začala sama zahušťovat. Magnetický štít takovéto škály je samozřejmě zcela hypotetický a vyžadoval by nejméně hmotnosti statisíců či milionů tun (Mezinárodní vesmírná stanice nemá ani tisíc), štít by však paušálně chránil i kolonisty na povrchu. Jediná (ač obří) instalace by tak mohla teraformaci tak trochu vyřešit "jedním vrzem".

Než změnit Mars, co tak změnit sebe?

Nakonec je zde však ještě jedna možnost – namísto teraformace Marsu by možná bylo méně nákladnější a znatelně snazší upravit pro kosmické prostředí naše budoucí já. Neznamená to nutně např. genetické inženýrství našich těl anebo augmentace naší kůže pomocí nanorobotů. Stejně tak je dost dobře možné, že až bude mít lidstvo potřebu i prostředky na skutečnou teraformaci, dost možná už přirozeně bude vlastní DNA tak či onak upravovat i na Zemi.

Pokud tedy budou potomci lidstva vůbec většinu času užívat fyzických těl a neskončí častěji raději v digitálních matrixech. Může to působit jako vize pro stovky let vzdálenou budoucnost – při současném tempu letů do vesmíru se však nezdá, že by teraformace jinými metodami mohla nést plody kdykoliv před tím.

Text: Ladislav Loukota