Przełom na Marsie: jadalne rośliny wyrosły z czerwonego pyłu
Każdy, kto kojarzy powieść lub jej adaptację pod tytułem Marsjanin, wie, że uprawa czegokolwiek na Marsie to ogromne wyzwanie. Oddzielając jednak twory science-fiction od nauki, właśnie naukowcy zwiększyli nasze szanse na marsjańskie rolnictwo.
Na pierwszy rzut oka pomysł uprawy roślin na Marsie wydaje się prosty: wystarczy zabrać nasiona, postawić szklarnię i czekać na plony. Rzeczywistość jest jednak znacznie bardziej skomplikowana. Problemem nie są same rośliny, lecz stworzenie całego ekosystemu życia tam, gdzie nie ma żyznej gleby, nawozów ani łatwego dostępu do zasobów z Ziemi.
Dlatego nowe badania opublikowane w Chemical Engineering Journal skupiają się nie na bezpośrednim sadzeniu roślin w marsjańskim pyle, ale na sprytnym obejściu problemu. Naukowcy z Uniwersytetu w Bremie opracowali system, w którym najpierw mikroorganizmy przetwarzają lokalne zasoby, a dopiero później powstaje środowisko sprzyjające uprawie.
Zobacz również:
Marsjański pył to nie gleba. Trzeba go "ożywić"
Mars posiada atmosferę składającą się głównie z dwutlenku węgla (ok. 95,9 proc.), a jego powierzchnię pokrywa regolit - materiał bogaty w minerały, ale zupełnie nieprzyjazny roślinom.
Problemów jest wiele:
- niska dostępność składników odżywczych,
- zasadowe pH,
- obecność toksycznych nadchloranów,
- bardzo drobna, nieprzyjazna struktura.
W praktyce oznacza to jedno: marsjański grunt nie nadaje się do uprawy w obecnej formie. To raczej surowiec, który trzeba najpierw przekształcić.
Mikroorganizmy kluczem do sukcesu. Tak działa "biologiczny skrót"
W centrum całego procesu znajdują się sinice, niezwykłe organizmy zdolne do wykorzystywania dwutlenek węgla z atmosfery Marsa, pozyskiwania składników z regolitu i co istotne - produkowania tlenu.
Najpierw hoduje się więc biomasę sinic, a następnie poddaje ją fermentacji beztlenowej. W efekcie powstaje nawóz, który można wykorzystać w uprawach hydroponicznych.
To właśnie ten etap okazał się przełomowy. Zaledwie 1 gram suchej masy sinic pozwolił uzyskać aż 27 gramów świeżej, jadalnej biomasy rzęsy wodnej (Lemna). To pierwszy dowód, że cały łańcuch od mikroorganizmów po roślinę faktycznie działa.
Zobacz również:
Nie pomidory, a rzęsa wodna. Dlaczego to ma sens?
W eksperymencie wykorzystano rzęsę wodną - roślinę, która rośnie bardzo szybko, jest wydajna i od lat rozważana jest jako źródło żywności w ekstremalnych warunkach.
To nie oznacza jeszcze marsjańskich pól pszenicy czy upraw ziemniaków. Wynik ma ogromną wartość naukową, ale do pełnoprawnego rolnictwa na Czerwonej Planecie wciąż daleka droga.
Bonus: energia z uprawy. Metan jako paliwo przyszłości
Co ciekawe, proces fermentacji nie kończy się na produkcji nawozu. Powstaje również metan, czyli gaz, który może pełnić rolę źródła energii w marsjańskich koloniach.
To pokazuje szerszy obraz: przyszłość na Marsie nie będzie opierać się na jednym przełomie, lecz na połączeniu wielu systemów. Sinice produkują tlen i wiążą węgiel, a fermentacja odzyskuje składniki i generuje energię. Zaś hydroponika zapewnia żywność.
Polacy też pracują nad "ogrodami na Marsie"
O podobnych rozwiązaniach wspominaliśmy już wcześniej przy okazji działalności polskiej firmy Hydro-polis. To startup założony w 2018 r., który rozwija technologię upraw wertykalnych w kontrolowanej atmosferze. Rośliny rosną tam na wielopoziomowych konstrukcjach, sięgających nawet kilkunastu metrów wysokości.
Firma szybko weszła na ścieżkę rozwoju - już w 2019 r. nawiązała współpracę z Uniwersytetem Rolniczym w Krakowie, a kolejne lata przyniosły znaczące dofinansowania liczone w milionach złotych. Dzięki temu projekt dynamicznie się rozwija i wpisuje się w globalne badania nad uprawami w ekstremalnych warunkach - również tych marsjańskich.
Podczas Carbon Footprint Summit 2021 przedstawicielka firmy, Anna Węgiel, została zapytana o możliwość hodowli roślin na Marsie.
Nie można i można. Nie można, ponieważ Mars nie jest przyjazną planetą chociażby ze względy na wysokie wahania temperatur. Jest tam grawitacja, co zdecydowanie ułatwia uprawę, ale z kolei tamtejszy grunt nie nadaje się do uprawy. Jednak mając odpowiednią technologię, na przykład tę technologię którą mamy tutaj, w Polsce, robimy pierwszy krok do uprawy poza nasza planetą. Dzięki niej mamy możliwość konstruowania warunków ziemskich poza granicami Ziemi
Jeszcze nie czas na entuzjazm. To dopiero fragment układanki
Choć wyniki badań są imponujące, warto zachować chłodną głowę. Eksperyment przeprowadzono w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych, z użyciem symulowanego regolitu i jednej, specyficznej rośliny.
Mars to zupełnie inne środowisko. Panują tam niskie temperatury, niskie ciśnienie oraz silne promieniowanie. Taka uprawa to byłoby ogromne wyzwanie logistyczne. Dlatego obecne osiągnięcie to nie gotowy przepis na marsjańskie farmy, lecz ważny element większej układanki.
Zobacz również:
Jeszcze niedawno wizja upraw na Marsie była domeną filmów i książek. Dziś staje się realnym kierunkiem badań. Dzięki połączeniu biologii, inżynierii i technologii możliwe jest stopniowe budowanie systemów, które w przyszłości pozwolą ludziom przetrwać poza Ziemią. Marsjańskie ogrody? Wciąż odległe. Ale już zdecydowanie bliższe niż kiedykolwiek wcześniej.
Quiz wiedzy o kosmosie. Sprawdź, co wiesz o Wszechświecie
