De bacteriën kunnen grondstoffen mijnen op Mars, die mensen vervolgens kunnen gebruiken om een Marsbasis te bouwen.

Dat is – kort gezegd – het idee van Benjamin Lehner, verbonden aan de TU Delft. Maar liefst vier jaar werkte hij – in samenwerking met NASA en ESA – aan het unieke plan waarin dus een hoofdrol is weggelegd voor aardse bacteriën, die zich als het aan Lehner ligt – net iets eerder dan de mens – op Mars gaan vestigen.

Voorbereiding
Verschillende ruimtevaartorganisaties en -bedrijven dromen van een bemande Marsbasis. Maar de bouw ervan is nog niet zo eenvoudig. Op Mars zijn immers geen bouwmarkten te vinden en alle bouwmaterialen meevoeren vanaf de aarde is vrijwel onbetaalbaar. Het heeft dan ook de voorkeur om voor zover mogelijk op Mars te werken met de materialen die de rode planeet ons te bieden heeft. Maar dan stuit je weer op een ander probleem. Het is – met het oog op de straling – namelijk allesbehalve wenselijk dat astronauten straks langdurig op het oppervlak van Mars bezig zijn met het verzamelen van grondstoffen, die – vaak pas na enige bewerking – gebruikt kunnen worden om een veilige Marsbasis te bouwen. Lehner gooit het daarom over een andere boeg. Hij laat niet mensen, maar bacteriën het voorbereidende werk doen en de grondstoffen verzamelen die nodig zijn voor de bouw van een Marsbasis.


Rover, bioreactor en printer
Als het aan Lehner ligt, sturen we enkele jaren voor de eerste mensen naar Mars vertrekken, een sonde op weg met aan boord: een rover, een bioreactor en een 3D-printer. De rover – niet veel meer dan een schep op wieltjes – schept eenmaal op Mars aangekomen ijzerrijke Marsgrond op en brengt deze naar de bioreactor. Die reactor is rijkelijk gevuld met bacteriën behorende tot de soort Shewanella oneidensis. “In de natuurlijke vorm kunnen we niets met het meeste ijzer in de Marsgrond,” vertelt Lehner. “Maar S. oneidensis-bacteriën zijn in staat om een deel van de grond om te zetten in magnetiet, een magnetische ijzeroxide.” Zodra de bacteriën hun trucje hebben gedaan, kan het magnetiet met magneten aan de grond worden onttrokken, waarna het in de 3D-printer kan worden gestopt. Die printer kan er vervolgens allerhande handige bouwmaterialen van maken: van schroefje en moertjes tot ijzerplaten.


Wat eet een bacterie op Mars?
Micro-algen. Deze algen zetten zonlicht en het in de Mars-atmosfeer aanwezige CO2 om in voedingsstoffen en zuurstof. Tijdens dat proces ontstaat echter ook restafval. Dat kan weer gebruikt worden als compost. Handig voor als de eerste mensen op Mars arriveren. Zij zullen namelijk – met het oog op de afstand tot de aarde en de hoge kosten van het aanvoeren van voedsel vanaf de aarde – zelf hun eten moeten verbouwen.

Opslaan
Volgens Lehner kan een met bacteriën gevulde bioreactor van 1400 liter per jaar ongeveer 350 kilogram ijzer voortbrengen. “Na 3,3 jaar zou je meer ijzer hebben dan er in de capsule past”, zegt hij. “Door meerdere van dit soort onbemande modules naar Mars te sturen, kun je in een paar jaar tijd een mooie hoeveelheid ijzer produceren.”

 De bouwmaterialen die straks dankzij bacteriën al op de eerste menselijke Marskolonisten liggen te wachten, moeten zorgvuldig worden opgeslagen. Lehner wil daarvoor een opblaasbare kamer gebruiken die aan één zijde van de capsule vast komt te zitten. Zo moet worden voorkomen dat een bacterie aan het systeem weet te ontsnappen en Mars ‘besmet’ en zo de zoektocht naar eventueel leven op Mars hindert.

Van het door de bacteriën verwerkte ijzer kunnen onder meer schroeven en moertjes worden gemaakt. Afbeelding: Beeld: ESA–G. Porter, CC BY-SA 3.0 IGO / Lithoz.

Het is niet ondenkbaar dat het idee van Lehner aan het papier van zijn proefschrift weet te ontsnappen en straks op het oppervlak van Mars werkelijkheid wordt; zowel ESA als NASA hebben al interesse getoond. “ISRU (in situ resource utilization, oftewel het gebruik van ter plekke aanwezige grondstoffen, red.) is een belangrijke technologie die we moeten ontwikkelen om duurzame verkenning mogelijk te maken”, stelt Aidan Cowley, verbonden aan ESA. “We moeten alle benaderingen onderzoeken, en in die context voegt Benjamins werk waardevolle inzichten in biologische processen voor dit soort toepassingen toe.”