Biología sintética para viajes espaciales más prácticos y baratos

MADRID, 6 Nov. (@CIENCIAPLUS)-

   Investigadores de Berkeley Lab creen que la biología sintética podría hacer más llevaderas las misiones espaciales tripuladas. "No sólo para hacer el viaje a lugares extraterrestres más soportable, sino también como un elemento transformador una vez que los exploradores llegan a su destino," dice Adam Arkin, director de la División de Biociencias Físicas del Berkeley Lab y autoridad en la biología de sistemas sintéticos.

   "Durante el vuelo, la capacidad de aumentar las necesidades de combustible y otras energías, de proporcionar pequeñas cantidades de materiales necesarios, además de disponer de alimentos nutritivos, apeticibles y reciclables, y medicinas a la carta, puede ahorrar costes y aumentar la salud y el bienestar de astronauta", dice Arkin. "En una base extraterrestre, la biología sintética podría lograr un uso más efectivo de las actividades catalíticas de diversos organismos".

   Arkin es el autor principal de un artículo en la revista de la Royal Society Interface que informa sobre un análisis tecno-económico que demuestra "la utilidad significativa de la implementación de técnicas de biología no tradicionales para aprovechar recursos disponibles volátiles y de desecho en las misiones espaciales tripuladas de larga duración.

   Uno de los mayores retos para las misiones espaciales tripuladas es el gasto. La regla de la NASA es que cada unidad de masa puesta en el espacio requiere el apoyo adicional de 99 unidades de masa, que abarcan desde el combustible al oxígeno, pasando por los alimentos y medicinas para los astronautas, etc. La mayor parte de la tecnología desplegada o en fase de desarrollo para la prestación de este apoyo es abiótica, es decir, no biológica. Arkin y sus colaboradores han demostrado que la prestación de este apoyo con tecnologías basadas en procesos biológicos existentes es una alternativa más que viable.

   En su estudio, los autores analizaron cuatro áreas fundamentales: la generación de combustible, producción de alimentos, la síntesis de biopolímeros y la producción farmacéutica. Mostraron que para una misión tripulada a Marte de 916 días, el uso de las capacidades de biofabricación microbianas podría reducir la masa de la fabricación de combustible en un 56 por ciento, la de los envíos de alimentos en un 38 por ciento, y la masa por impresión 3D de un hábitat para seis astronuatas por la friolera de 85 por ciento.

   Además, los microbios podrían reponer totalmente las reservas caducadas o irradiadas de productos farmacéuticos, que proporcionarían autonomía a una nave de reabastecimiento no tripulada que tardase hasta 210 días en llegar.

LOS MICROBÍOS, ALÍADOS EN LOS VIAJES ESPACIALES

   La gran ventaja que la fabricación biológica tiene sobre la fabricación abiótica es la notable capacidad de los microbios naturales y artificiales para transformar los sustratos de partida muy simples, como el dióxido de carbono, agua o biomasa mineral, en materiales que van a necesitar los astronautas en misiones de larga duración. Esta capacidad debe ser especialmente útil para los futuros asentamientos extraterrestres.

   "La composición mineral y de carbono de otros cuerpos celestes es diferente de la mayor parte de la Tierra, pero la Tierra es diversa, con muchos ambientes extremos que tienen alguna relación con lo que podría encontrarse en posibles bases en la Luna o Marte," dice Arkin. "Los microbios podrían utilizarse para aumentar en gran medida los materiales disponibles en un sitio de aterrizaje, permitir la biomanufactura de alimentos y productos farmacéuticos, y posiblemente incluso modificar y enriquecer los suelos locales para la agricultura en ambientes controlados".

   Los autores reconocen que gran parte de su análisis es especulativo y que sus cálculos muestran una serie de retos importantes para hacer de la biomanufactura un aumento factible para reemplazar las tecnologías abióticas. Sin embargo, sostienen que la inversión para superar estas barreras ofrece un drástico beneficio potencial para los programas espaciales futuros.