Hodowanie żywności na Marsie – ta wizja od lat rozpala wyobraźnię fanów science fiction. W praktyce jednak stworzenie działającego systemu upraw na Czerwonej Planecie to ogromne wyzwanie. Nie chodzi wyłącznie o same rośliny, ale o zbudowanie całego biologicznego obiegu życia w miejscu pozbawionym żyznej gleby i naturalnych zasobów, jakie znamy z Ziemi.
Najnowsze badania opublikowane w „Chemical Engineering Journal” wskazują jednak na to, że naukowcy zaczynają znajdować sposoby, by urzeczywistnić wizje kosmicznych upraw. Zespół z Uniwersytetu w Bremie opracował system, który pozwala przekształcać marsjański regolit – czyli pył pokrywający powierzchnię Marsa – w środowisko sprzyjające uprawom.
Kluczową rolę odgrywają tutaj mikroorganizmy, które najpierw „ożywiają” nieprzyjazny grunt, a dopiero później umożliwiają roślinom wzrost.
Marsjański pył nie nadaje się do upraw. Ale...
Marsjańska powierzchnia tylko z pozoru przypomina ziemską glebę. Regolit co prawda zawiera minerały, ale brakuje mu składników potrzebnych do życia roślin. Problemem są także toksyczne związki chemiczne, zasadowe pH oraz bardzo drobna struktura.
Do tego atmosfera Marsa składa się głównie z dwutlenku węgla – stanowi on około 95,9 procent jej składu.
Naukowcy postawili więc na biologiczne obejście tego problemu. W centrum ich eksperymentu znalazły się sinice – mikroorganizmy zdolne do pobierania dwutlenku węgla z atmosfery i pozyskiwania składników mineralnych z regolitu. Co ważne, organizmy te produkują również tlen.
Najpierw badacze hodowali biomasę sinic, a następnie poddawali ją fermentacji beztlenowej. W efekcie powstał nawóz wykorzystywany później w uprawach hydroponicznych, czyli takich bez udziału gleby.
I właśnie ten etap okazał się przełomowy. Zaledwie jeden gram suchej biomasy sinic pozwolił wyprodukować aż 27 gramów świeżej, jadalnej biomasy rzęsy wodnej.
To pierwszy eksperyment pokazujący, że cały biologiczny łańcuch – od mikroorganizmów po roślinę nadającą się do spożycia – może faktycznie działać w warunkach przypominających te na Marsie.
Nie ziemniaki ani pomidory, lecz rzęsa wodna
W badaniach nie wykorzystano popularnych warzyw. Dlaczego naukowcy postawili na rzęsę wodną? Roślina ta rośnie wyjątkowo szybko, jest wydajna i od dawna uznawana jest za potencjalne źródło pożywienia w ekstremalnych warunkach.
To oczywiście nie oznacza jeszcze, że na Marsie wkrótce pojawią się wielkie farmy czy szklarnie pełne warzyw. Badanie ma przede wszystkim ogromne znaczenie naukowe i pokazuje, że stworzenie zamkniętego systemu produkcji żywności może być możliwe.
Co ciekawe, fermentacja biomasy daje jeszcze jeden efekt uboczny – produkcję metanu. Gaz ten w przyszłości mógłby służyć jako źródło energii dla marsjańskich kolonii.
Polskie technologie nie dają za wygraną
Podobnymi rozwiązaniami zajmuje się także polska firma Hydro-polis, założona w 2018 roku. Startup rozwija technologie upraw wertykalnych prowadzonych w kontrolowanych warunkach atmosferycznych. Rośliny rosną tam na wielopoziomowych konstrukcjach sięgających nawet kilkunastu metrów wysokości.
Firma współpracuje między innymi z Uniwersytetem Rolniczym w Krakowie i rozwija projekty związane z uprawami w ekstremalnych środowiskach.
Podczas wydarzenia 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 – powiedziała.
To dopiero początek drogi do marsjańskich farm
Choć wyniki badań robią ogromne wrażenie, naukowcy podkreślają, że do prawdziwego rolnictwa na Marsie wciąż bardzo daleko. Eksperyment przeprowadzono w laboratorium, wykorzystując sztucznie przygotowany regolit i tylko jeden gatunek rośliny.
Na samej planecie warunki są znacznie trudniejsze. Problem stanowią między innymi bardzo niskie temperatury, niskie ciśnienie atmosferyczne i silne promieniowanie.
Mimo to eksperci nie mają wątpliwości, że podobne badania przybliżają ludzi do stworzenia systemów, które w przyszłości mogą umożliwić długotrwałe życie poza Ziemią. Jeszcze kilka lat temu marsjańskie ogrody wydawały się wyłącznie fantazją. Dziś stają się coraz bardziej realnym kierunkiem rozwoju nauki.
Czytaj też:
Kosmos znów zaskoczył. Naukowcy odkryli tajemniczy obiekt z atmosferąCzytaj też:
Koniec Wszechświata bliżej, niż myśleliśmy. Opublikowano niepokojące dane