NASA en coopération avec d'autres agences spatiales de premier plan, prévoit d'envoyer la première mission humaine sur Mars au début des années 2030.
Les astronautes sur Mars auront besoin d'oxygène, d'eau, de nourriture et d'autres consommables, et ils devront apprendre à les stocker ou à les obtenir sur Mars, car les importer de la Terre coûtera très cher. Pour cela, les scientifiques ont pour la première fois développé une biotechnologie à l'aide de laquelle les cyanobactéries Anabaena ne peuvent être cultivées qu'avec l'utilisation de gaz martiens, d'eau et d'autres nutriments, ainsi que sous basse pression. Cela facilite grandement le développement de systèmes de support de vie biologiques durables.
Les cyanobactéries peuvent utiliser les gaz présents dans l'atmosphère martienne comme source de carbone et d'azote. De plus, dans les conditions martiennes, les cyanobactéries ont conservé leur capacité à se développer dans de l'eau qui ne contenait que de la poussière martienne. La nouvelle découverte pourrait aider à faire des missions de longue durée vers Mars une entreprise encore plus abordable.
Les cyanobactéries ont longtemps été considérées comme des candidats à la vie biologique dans les vols spatiaux. Tous les types de bactéries produisent de l'oxygène par photosynthèse, et les cyanobactéries peuvent fixer l'azote atmosphérique en nutriments.
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Cependant, la difficulté est qu'ils ne peuvent pas croître directement dans l'atmosphère martienne, où la pression totale est inférieure à 1 % de celle de la Terre - de 6 à 11 GPa : c'est trop faible pour la présence d'eau liquide, alors que la pression partielle d'eau gazeuse azote - de 0,2 à 0,3 GPa - cela ne suffit pas pour leur métabolisme.
Les scientifiques ont développé un bioréacteur appelé Atmos, dans lequel les cyanobactéries peuvent se reproduire et vivre dans des atmosphères artificielles à basse pression. Atmos dispose de neuf conteneurs de 1 litre en verre et en acier, chacun étant stérile et pouvant être chauffé et modifié en fonction des besoins.
Les auteurs ont choisi la souche de cyanobactéries fixatrices d'azote Anabaena sp. PCC 7938, car les tests précédents ont montré qu'ils utiliseront particulièrement bien les ressources martiennes et se reproduiront activement.
Les chercheurs ont conclu que les cyanobactéries fixatrices d'azote et productrices d'oxygène peuvent être cultivées sur Mars à basse pression dans des conditions contrôlées en utilisant uniquement des ingrédients locaux.
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