Un viaje a Marte sería más largo que cualquier misión anterior. Las necesidades de los astronautas por materiales, nutrientes y sistemas de soporte vital serían críticas; sin embargo, las futuras misiones pueden beneficiarse de procesos de fabricaciones flexibles, programables, de bajo consumo y sostenibles, impulsados por los recursos disponibles durante la misión. Estos recursos incluyen minerales y materias primas in situ, energía solar y desechos generados por la tripulación y la operación del transbordador espacial.
En los viajes espaciales, los astronautas no pueden llevar muchas piezas de recambio al espacio, ya que cada gramo adicional de peso, aumenta el costo del combustible necesario para escapar de la gravedad de la Tierra. Si los astronautas van a hacer viajes que abarcan varios años, hay que encontrar una manera de reutilizar y reciclar todo lo que pueda ser reutilizado.
En este sentido, un grupo de investigadores propone que los propios astronautas pueden ser parte de la solución, ya que constantemente generan desperdicio al respirar, comer y usar otros materiales. Así que un equipo de especialistas está estudiando cómo reutilizar estas moléculas y convertirlas en productos que los astronautas puedan utilizar, como poliésteres y nutrientes.
Algunos nutrientes esenciales, como los ácidos grasos omega-3, tienen una vida útil de sólo un par de años, por lo que tendrían que hacerse durante el viaje, unos años después del lanzamiento, o en el destino.
Mark A. Blenner, Ph.D, académico de la Universidad de Clemson, señala: “Contar un sistema biológico que los astronautas puedan despertar de un estado inactivo para empezar a producir lo que necesitan, cuando lo necesitan, es la motivación para nuestro proyecto.”
El sistema biológico propuesto por los investigadores incluye una variedad de cepas de la levadura Yarrowia lipolytica. Estos organismos requieren tanto nitrógeno como carbono para crecer. El equipo descubrió que la levadura puede obtener su nitrógeno de la urea contenida la orina no tratada, Mientras que la levadura puede obtener carbono a partir del CO2, que podría provenir del aliento exhalado de los astronautas, o de la atmosfera marciana.
Una de las cepas de levadura produce ácidos grasos omega-3, que contribuyen a la salud del corazón, los ojos y el cerebro. Otra cepa ha sido diseñada para producir monómeros que pueden ser utilizados para fabricar polímeros de poliéster. Esos polímeros se podrían entonces emplear en una impresora 3-D para generar nuevas piezas plásticas.
El equipo de Blenner continúa diseñando esta cepa de levadura para producir una variedad de monómeros, que pueden ser polimerizados en diferentes tipos de poliésteres con una gama de propiedades.
Por ahora, las cepas de levadura de ingeniería pueden producir sólo pequeñas cantidades de poliésteres o nutrientes, pero los científicos están trabajando en aumentar la producción. También están estudiando las aplicaciones aquí en la Tierra, en la piscicultura y la nutrición humana. Por ejemplo, los peces criados a través de la acuicultura deben recibir suplementos de ácidos grasos omega-3, que podrían ser producidos por cepas de levadura bajo el enfoque propuesto por los investigadores.