Для выращивания растений, употребляемых в пищу. Илон Маск нацелен на заселение Марса, но недавние эксперименты, в которых использовалась внеземная почва, предполагают, что человеческим поселениям на Луне было бы гораздо легче.
Ученые предложили множество идей по выращиванию продуктов питания в космосе. Например, одно касается выращивания растений непосредственно в воде (так называемая гидропоника), а другое - их выращивания с использованием распыленных питательных веществ из воздуха (так называемая аэропоника). Но оба эти варианта дороги, поэтому некоторые ученые также изучают более традиционный метод питания будущих астронавтов — выращивание сельскохозяйственных культур непосредственно в лунной и марсианской почве.
Образцы почвы с Луны, взятые во время миссий "Аполлон", были загрязнены влагой, и сбор новых образцов был бы слишком дорогостоящим, поэтому для экспериментов на Луне ученые обошлись искусственным грунтом, реконструированным лабораторией "Экзолит" и основанным на образцах, взятых во время миссии "Аполлон-16" в 1972 году. Реконструированные образцы с Марса (людям еще предстоит вернуть какие-либо настоящие образцы с Красной планеты) были основаны на данных, собранных марсоходом Curiosity, который в настоящее время исследует марсианский ландшафт. (Почва в данном случае используется в ограниченном объеме, потому что лунная "почва", или, точнее, "реголит", а также марсианский реголит значительно отличаются от того, что мы традиционно называем "почвой" на Земле). Как сказала Лаура Ли, аспирант-исследователь Университета Северной Аризоны, которая представила постер исследования на конференции Американского геофизического союза в 2024 году в беседе с Space.com
Интересно то, что лунные культуры росли лучше марсианских. Мы думали, что все будет наоборот
Почва на Марсе богата азотом, жизненно важным компонентом для жизни на планете, что вселяет надежду на то, что она может быть более гостеприимной, чем кажется, но исследователи поняли, что марсианская почва также плотная и глинистая, что ограничивает количество кислорода, доступного корням растений.
Научная группа попробовала выращивать культуры с использованием милорганита, удобрения марки Milorganite, изготовленного из термообработанных микробов, которые переваривают сточные воды, которое считалось хорошим кандидатом для выращивания сельскохозяйственных культур в космических поселениях. Удаление отходов было бы проблемой для любого внеземного поселения, и исследователи давно задавались вопросом, можно ли использовать сточные воды астронавтов для удобрения сельскохозяйственных культур и поддержания сельского хозяйства без импорта удобрений с Земли, решая две потенциальные проблемы одновременно в то же время.
Но, хотя исследование еще не опубликовано, предварительные результаты показывают, что переработка отходов, оставленных людьми на Луне и Марсе, может оказаться непростым решением. Выживаемость марсианской кукурузы, выращенной с использованием бактерий, переваривающих сточные воды, составила 33,3%, в то время как у кукурузы, выращенной на чистых азотных удобрениях, которые более регулярно используются для выращивания сельскохозяйственных культур на Земле, выживаемость составила 58,8%, что позволяет предположить, что удобрения, возможно, придется импортировать, чтобы компенсировать низкие урожаи, если мы пойдем по пути удобрения человеческими сточными водами.
В настоящее время исследователи тестируют брокколи, тыкву, фасоль и люцерну с различными смесями реголита и удобрений в обоих типах почв, чтобы выяснить, реагируют ли эти растения лучше, чем кукуруза. Люцерна положительно отреагировала как на лунную, так и на марсианскую почву — и есть некоторые свидетельства того, что ее также можно было бы использовать в качестве будущего удобрения для космических культур. Ученым еще предстоит протестировать картофель, которым, в частности, кормили главного героя научно-фантастического романа и фильма "Марсианин", получившего признание критиков за реалистичное изображение астронавта, вынужденного выживать, выращивая себе еду на марсианской космической базе.
Однако, по мнению авторов статьи 2019 года, опубликованной в New Journal, посвященной развитию марсианского поселения, прежде чем Марс сможет стать самодостаточным, потребуется огромное количество импортных продуктов питания. И даже в случае успеха урожай на Красной планете придется выращивать рядом с закрытыми населенными пунктами без атмосферы, подобно тому, как растения выращиваются на Международной космической станции.
Марсианские теплицы должны были бы учитывать низкие температуры, высокую радиацию и полное отсутствие разложившегося органического вещества, которое обеспечивает рост растений на Земле. Марсианская почва также полна перхлоратов, токсичного химического вещества, которое необходимо удалить.
Исследования AGU подчеркивают проблемы поддержания сельского хозяйства на Марсе даже по сравнению с Луной, где расстояние для транспортировки продуктов питания намного короче. Исследование 2019 года показало, что Марсу потребуется примерно 100 лет, чтобы стать самодостаточным, в то время как исследования НАСА предполагают, что поселение на Луне может достичь этой точки за десятилетия.
Но жизнь на Луне тоже сопряжена с множеством проблем. На Луне нет атмосферы, что делает ее уязвимой для ударов более мелких астероидов, которые сгорели бы, не достигнув поверхности большинства планет. Из-за более слабой гравитации пыль, поднятая ударами астероидов, не оседает, плавая вокруг и угрожая засорить любое оборудование, которое может понадобиться для роста растений. Посевы также должны быть хорошо защищены от солнечной радиации, что на Марсе представляет меньшую проблему.
Отсутствие атмосферы на Луне делает маловероятным, что люди когда-либо смогли бы жить на ее поверхности без скафандров и защитных зданий, похожих на бункеры, но Марс может быть другим. Институт Astera и Pioneer Labs провели в AGU семинар по возможности терраформирования Марса, исследуя, как потепление поверхности планеты может создать среду обитания для людей менее чем за столетие.
Глобальное потепление на Марсе
План предполагает отправку на Марс фотосинтезирующих бактерий и искусственное прогревание планеты в надежде создать богатую кислородом атмосферу для роста растений. Ученые обсудили первопроходческие виды, такие как мох, плесень и лишайники, которые могут быть завезены на Марс и заложить основу для терраформирования планеты.
Глобальное потепление доказало, что люди способны изменять климат планеты, и побудило к разработке технологий климатической инженерии, которые близки к внедрению на Земле
заявили авторы в Материалах семинара по терраформированию Марса. Неясно, как будет выглядеть Марс после такой трансформации — например, он может лишиться своих культовых голубых закатов.
В 1971 году астроном Карл Саган предложил растопить покрытые льдом озера Марса в полярных регионах, чтобы согреть планету, что могло бы обеспечить растения питательными веществами и водой во время сезонного таяния льда, поскольку планета медленно нагревается. Тем не менее, ученые расходятся во мнениях по поводу того, приведет ли таяние льда к высвобождению захваченного углекислого газа, который может повысить атмосферное давление.
Поскольку марсианский реголит не уплотняется, как почва, существует также риск того, что тающий лед может осушиться и образовать водоносные слои, которые не будут поддерживать надземную растительность, желательную для человека.
Потепление Марса может стоить примерно 1 миллиард долларов в год, что, по оценкам исследователей, может эффективно нагревать красную планету на один градус Цельсия ежегодно - с целью достижения температуры около 30 ° C для обеспечения комфортного роста растений. Тем не менее, ученые заявили, что этот план дешевле любых существующих альтернатив.
В документе оценивались другие идеи терраформирования Марса, такие как использование солнечных отражателей для обогрева планеты или использование ядерных боеголовок, идея, которая потребовала бы "взрывать эквивалент всего арсенала США каждые две минуты, чтобы поддерживать теплый Марс", что в сообщении названо "необязательным".
Степень, в которой жизнь существует или существовала раньше на Марсе, о чем свидетельствуют ограниченные свидетельства окаменелых бактерий, послужит руководством к действию относительно того, как люди должны влиять на марсианскую биосферу, сказали ученые. Проще говоря, таяние льда на Марсе может возродить жизнь, которая там когда-то существовала.
Как терраформировать Марс (а так же Луну) за разумные сроки (сто лет) сказано в видео по ссылке