Chitina, servirà per portare la vita su Marte

Un team di scienziati della Singapore University of Technology and Design ha scoperto che, utilizzando una chimica semplice, il polimero organico chitina, contenuto negli esoscheletri di insetti e crostacei, può essere facilmente trasformato in un materiale da costruzione valido per strumenti e habitat di base. Ciò richiederebbe energia minima e non sarebbe necessario il trasporto di attrezzature specializzate. Gli scienziati hanno descritto i loro esperimenti in un recente articolo pubblicato sulla rivista PLOS ONE.

“La tecnologia è stata originariamente sviluppata per creare ecosistemi circolari negli ambienti urbani“, ha detto il coautore Javier Fernandez . “Ma grazie alla sua efficienza, è anche il metodo più efficiente e scalabile per produrre materiali in un ecosistema artificiale chiuso nell’ambiente estremamente scarso di un pianeta o satellite senza vita“.

La NASA ha annunciato un piano ambizioso per riportare gli astronauti americani sulla Luna e stabilirvi una base permanente, con l’obiettivo di far partire spedizioni su Marte. La scienza dei materiali sarà cruciale per il successo del programma Artemis Moon, in particolare quando si tratterà dei materiali necessari per costruire una base lunare (o marziana) praticabile. Il calcestruzzo, ad esempio, richiede una notevole quantità di acqua aggiunta per essere utilizzabile in loco , e vi è una notevole scarsità di acqua sia sulla Luna che su Marte. E i costi di trasporto sarebbero proibitivi. La NASA stima che costerebbe circa 10.000 euro trasportare in orbita solo mezzo chilo di materiale. 

Quindi c’è stata molta attenzione sulla possibilità di utilizzare materiali esistenti sulla Luna stessa per costruire una base lunare. Le proposte precedenti hanno richiesto la stampa 3D con cemento Sorel , che richiede quantità significative di sostanze chimiche e acqua (materiali di consumo) e un materiale simile a una roccia che richiederebbe sia acqua che acido fosforico come legante liquido. E a marzo, un documento  di un team internazionale di scienziati ha suggerito che gli astronauti che stabiliranno una base sulla Luna potrebbero usare l’urea nelle loro urine come plastificante per creare un materiale da costruzione simile al cemento dal suolo lunare.

Come con la Luna, qualsiasi piano per creare una base abitabile su Marte deve impiegare tecnologie di produzione che fanno uso della regolite del Pianeta Rosso. Ma gli autori del presente documento sottolineano che la maggior parte delle strategie di produzione terrestre che potrebbero adattarsi al conto in genere richiedono attrezzature specializzate e una notevole quantità di energia. Tuttavia, “la natura presenta strategie di vita di successo che si adattano ad ambienti difficili“, hanno scritto gli autori. “Negli organismi biologici, le strutture rigide si formano integrando riempitivi inorganici provenienti dall’ambiente a un basso costo energetico (ad esempio, carbonato di calcio) e incorporati in una matrice organica (ad esempio, chitina ) prodotta a un costo metabolico relativamente alto“.

Fernandez ei suoi colleghi sostengono che la chitina probabilmente farà parte di qualsiasi ecosistema artificiale pianificato perché è così abbondante in natura. È il componente principale delle squame dei pesci e delle pareti cellulari fungine, ad esempio, nonché degli esoscheletri di crostacei e insetti. In effetti, gli insetti sono già stati presi di mira come una fonte fondamentale di proteine ​​per una possibile base marziana. E poiché la componente chitina degli insetti ha un valore nutritivo limitato per gli esseri umani, estrarla per produrre materiali da costruzione “non ostacola né compete con l’approvvigionamento alimentare“, hanno scritto gli autori. “Piuttosto, è un sottoprodotto di esso.”

Per i loro esperimenti, i ricercatori si sono affidati a una chimica abbastanza semplice. Hanno preso il chitosano derivato dai gamberetti, lo hanno sciolto in acido acetico – un sottoprodotto comune della fermentazione aerobica e anaerobica – e lo hanno combinato con un minerale equivalente al suolo marziano per creare il loro materiale da costruzione chitinoso. Hanno testato le sue proprietà modellando vari oggetti, in particolare una chiave funzionale, che hanno testato stringendo un bullone esagonale. Pur riconoscendo che sarebbe improbabile che questo sostituisse gli strumenti metallici per alcune applicazioni spaziali critiche, si è dimostrato abbastanza resistente da sostenere una coppia sufficiente per piccole attività quotidiane.