Ayda uzunmüddətli missiyaların uğuru üçün qida və oksigen təminatı əsas ehtiyaclar arasındadır. Bu ehtiyacların Yerdən Ay səthinə daşınması isə olduqca baha başa gəlir. Münhen Texniki Universitetindən bir tədqiqat qrupu, Ayda yerli resurslardan istifadə edərək fotobioreaktor (FBR) qurmağın effektivliyini araşdırıb və bu barədə nəticələrini Acta Astronautica jurnalında dərc edib.

Fotobioreaktorun konsepti sadədir: müəyyən bir bioloji sistem, məsələn, yosunlar, karbon dioksid və su kimi yaşamaq üçün lazım olan xammalı təmin edir və oksigen kimi "tullantı" məhsulları ilə yosunların özünü əldə edir. Təbiət proseslərini optimallaşdırmağa meyllidir, buna görə də FBR dizaynına və xüsusilə seçilən yosun növünə görə, bu sistemlər çox az tullantı ilə yüksək effektivliklə faydalı məhsullar istehsal edə bilər.

Lakin Ay səthində bu sistemlər özlərini tam effektiv şəkildə göstərə bilmirlər. Buna görə də, fotobioreaktorları Ay mühitindəki şüalanma kimi zərərli təsirlərdən qoruyacaq xüsusi sistemlərdə yerləşdirmək lazımdır. Bu qoruyucu sistemlərin tikintisi üçün lazım olan materialların əldə edilməsi tədqiqatın əsas mərkəzindədir.

Tədqiqatda iki növ FBR dizaynı qiymətləndirilib: "borlu" hava lift və "düz panel" hava lift (FPA). FPA növü daha effektiv olsa da, borlu sistemdən daha çox texniki xidmət tələb edir. Hər iki növün yerli resurslardan istifadə edərək qurulması, sistem başına bir neçə milyon dollar qənaət təmin edə bilər. Əgər Ay səthinə daşınma xərci 100,000 dollar/kq hesab edilərsə, borlu sistem üçün qənaət 50 milyon dollara qədər ola bilər.

Ayda struktur materialları üçün lazım olan resurslar artıq mövcuddur və Ay regolitindən metal istehsalı sahəsində xeyli işlər görülüb. Lakin FBR-dəki yosunlar işığa ehtiyac duyur. Bu işıq daxili işıqlandırma vasitəsilə təmin oluna bilər ki, bu da LED kimi qabaqcıl komponentlər tələb edir və enerji baxımından çox intensivdir. Alternativ olaraq, işıq Günəşdən təmin edilə bilər; bu halda sistemin xarici hissəsində şəffaf şüşə istifadə edilməlidir. Lakin Ay resurslarından şəffaf şüşə istehsalı hələlik uğurla həyata keçirilməyib və bu sahədə araşdırmalar davam edir.

Elektronika və plastiklər, məsələn, möhürləyici o-halqalar və ya çap edilmiş dövrə lövhələri üçün baza materialları kimi komponentlər Ayda istehsalı çətin olan digər vacib hissələrdir. Ayda plastik istehsalı sahəsində araşdırmalar davam edir, lakin bu prosesin missiyada istifadəyə hazır olması üçün hələ çox yol var. Bununla belə, FBR-dəki yosunlar plastik üçün bioloji xammal kimi istifadə edilə bilər, lakin bu prosesin başlanğıcı üçün Yerdən müəyyən bir miqdarda xammal gətirilməlidir.

Plastik istehsalı üçün əsas tərkib hissələrindən biri olan karbon Ayda nisbətən azdır. Yosunların uzunmüddətli sağ qalması üçün vacib elementlər olan azot və xlor da Ayda nisbətən nadirdir. Bu qiymətli materialların israf edilməməsi üçün tədqiqatçılar astronavt tullantı suyunun təkrar emalını təklif edirlər. Bu su müəyyən miqdarda həmin elementləri ehtiva edə bilər və "dövrü bağlamaq" üçün istifadə oluna bilər.

FBR-lərin uzunmüddətli Ay missiyalarında kritik komponent kimi inteqrasiyası üçün bir sıra çətinliklər qalmaqdadır. Tədqiqatçılar ənənəvi yerli resurslardan istifadə üsulları (ISRU) ilə oksigen istehsalını, eyni zamanda FBR-lərin qida və oksigen istehsalını birləşdirən hibrid yanaşma təklif edirlər. Hər iki texnologiya faydalıdır və Ay koloniyasının bir hissəsi olaraq öz yerini tapacaq. Bu vaxta qədər isə Ay resurslarından maksimum istifadə yolları üzərində araşdırmalar davam edəcək və FBR-lərin dizaynı, Ayda istehsal olunan şüşə və yosun yığımı metodlarında inkişaflar görəcəyik.