Pestovanie Potravín na Marse: Výzvy a Možnosti
Kľúčovým prvkom pre astronautov pri dlhodobých misiách do vesmíru je práve zdroj potravy. Vytváranie vesmírnych fariem je jednou z prioritných oblastí NASA. Astrobiológovia majú teda veľa predstáv o tom, čo presne by sa malo na Červenej planéte pestovať. Poďme sa teda pozrieť na to, aké sú možnosti pestovania jedla na Marse a aké podmienky je potrebné zabezpečiť.
Simulácia Marťanských Podmienok na Zemi
Na vykonanie štúdie zamierili Goncalves a jej asistenti do skleníkov univerzity. Tam simulovali podmienky čo najbližšie k tým na Marse. Ako je známe, atmosféra Marsu je približne 100-krát tenšia ako zemská a pozostáva hlavne z oxidu uhličitého, dusíka a argónu. Pôda bola napodobeninou marťanského regolitu - sypkej a kamenistej pôdy, ktorá pokrýva takmer celú Červenú planétu. Pridali sa do nej kúsky obyčajnej zeminy, aby lepšie zadržiavali vodu a pevnejšie upevnili korene.
Výber Plodín pre Mars
Nie náhodou si holandskí vedci vybrali hrášok, mrkvu a paradajky. Tieto rastliny sú výživné a obsahujú zvýšené množstvo antioxidantov, vitamínu C a betakaroténu. Je to veľmi dôležité, keďže tieto živiny a užitočné látky sa úplne strácajú pri dehydratácii, ktorej podliehajú všetky potraviny posielané do vesmíru. Okrem toho sú tieto rastliny sprievodnými rastlinami. Tým, že sú blízko seba, dopĺňajú sa a posilňujú.
Výsledky Experimentov so Zmiešanými Plodinami
Experimenty s paradajkami, mrkvou a hráškom ukázali, že pestovanie zmiešaných plodín má veľkú budúcnosť. Všetky tri experimentálne druhy fungovali dobre, keď boli vystavené marťanskému regolitu. Hrach sa tradične považuje za základ systému rozstupu riadkov. Je to strukovina, čo znamená, že je schopná zadržiavať dusík, ktorý sa premieňa na amoniak. Mimochodom, paradajkám sa pestovanie v systéme najviac páčilo. Sprievodné paradajky boli výrazne väčšie ako tie, ktoré sa pestovali samostatne. Mrkve a hrášku sa však zjavne nepáčilo byť v úzkej skupine a najmä v regolite. V porovnaní s tým, ktoré sa pestovali jednotlivo, sa ich úroda o niečo znížila.
Holandských biológov to však neodrádza. Skutočnosť, že systém rozstupu riadkov tak dobre fungoval pre jeden druh, hovorí o potenciáli tejto metódy v budúcnosti. Je tiež veľmi zaujímavé, že v kontrolnej skupine, kde sa používala obyčajná piesčitá pôda, už dve z troch rastlín produkovali zvýšené výnosy. To naznačuje, že systém rozstupu riadkov, ktorý aktívne používali naši predkovia už v stredoveku, bude relevantný aj v pozemskej agronómii.
Vedci dúfajú, že v budúcich experimentoch nájdu recept na „úplne sebestačný systém, ktorý využíva 100 % miestnych marťanských zdrojov“. To pomôže kolóniám na Marse, aby neboli závislé od dodávok potravín zo Zeme.
Pestovanie Rastlín v Mesačnej Pôde
Robert Ferl a jeho kolegovia Anna-Lisa Paul a Stephen M. Elardo z Floridskej univerzity pestovali rastliny na mesačnej pôde prvýkrát. Svoje prelomové zistenia zverejnili v časopise Communications Biology. Na rozdiel od našej pozemskej pôdy mesačný regolit tvoria dopadajúce mikrometeority. Dýchanie mesačného prachu môže aj poškodiť pľúca. NASA poskytla výskumníkom začiatkom minulého roka 12 gramov vzoriek. „Po dvoch dňoch začali pučať,“ uviedla vo vyhlásení Anna-Lisa Paul, profesorka záhradníckych vied na Floridskej univerzite. „Všetko vyklíčilo. Nemôžem vám povedať, akí sme boli ohromení. Potom nastal zlom a na konci prvého týždňa začali rastliny v regolite chátrať, odborne povedané pociťovali stres.“ Vedci sa však domnievajú, že prostredie by sa dalo upraviť pridaním zmesi živín alebo úpravou umelého osvetlenia. Simon Gilroy, biológ vesmírnych rastlín z Univerzity vo Wisconsin-Madison, povedal: „Je to veľký krok vpred, keď viete, že môžete pestovať rastliny v mesačnej pôde.“
Ďalšie Experimenty a Projekty
Na tento účel použili špeciálny simulátor JSC 1A Moon vyvinutý NASA, ktorý navodil rovnaké podmienky, aké sú na povrchu Mesiaca a Marsu. Vedci vypestovali žeruchu, roketu siatu (príbuznú rukoly), paradajku, reďkovku, raž, pór či obľúbenú quinou. Za ďalším trúfalým pokusom stojí americký astronaut Scott Kelly, ktorý v rámci projektu vesmírnej záhradky Veggie vypestoval na Medzinárodnej vesmírnej stanici (ISS) šalát a dokonca i krásne kvitnúce cínie. Pokiaľ mali priesady cínií dostatok vody a živín, rástli aj v prostredí s umelým slnečným žiarením.
Prečo pestujeme rastliny vo vesmíre? Spýtali sme sa experta z NASA
Slovenská Účasť na Výskume Marsu
Dekan Fakulty elektrotechniky a informatiky Slovenskej technickej univerzity v Bratislave Miloš Oravec a predsedkyňa Slovak Organization for Space Activities a veliteľka misie na Mars Michaela Musilová sa aktívne zapájajú do výskumu. Trojmesačná misia sa uskutočnila na Marťanskej púštnej výskumnej stanici (MDRS - Mars Desert Research Station) v americkom Utahu. Za kapitánku päťčlennej posádky bola vybratá práve spomínaná Slovenka, ktorá šéfovala geológovi z Izraela, inžinierovi z Francúzska, vedkyni a umelkyni z Írska a astrobiológovi z Austrálie. V simulovaných marťanských podmienkach sa testovali aj rôzne produkty na povzbudenie imunity a ich trvanlivosť. S plodinami súvisel podľa Musilovej aj ďalší experiment, a to pestovanie špenátu v "marťanských" podmienkach, pod lampou a na špeciálnych poličkách, vedci zaznamenali jeho rýchlejší rast. Časť špenátu aj po misii zostala na simulovanom "Marse", kde sa o neho v simulovanej marťanskej pôde starajú ďalšie posádky misií.
Stanica MDRS je jedným z najpodobnejších miest Marsu na Zemi, pokiaľ ide o prírodné podmienky, geologické útvary či extrémne organizmy. Stanica sa skladá zo štyroch budov. Je to dvojposchodová ubytovňa v tvare valca, kde sa na prízemí nachádzajú biochemické laboratóriá a vzduchové komory. Skleník slúži na pestovanie bylín a zeleniny ako ďalšieho zdroja jedla. Okrem toho sa tam nachádza vedecký dom a výskum a observatórium. Každoročne sa na stanici uskutočňuje množstvo misií.
Výzvy Pestovania na Marse
Pestovať zeleninu vo vesmíre nie je jednoduché. Atmosféru na Marse z 95 percent tvorí oxid uhličitý a atmosférický tlak dosahuje stotinu pozemského. Na Zemi vzniká pôda dlhodobým pôsobením mikróbov, koreňov, vody a rozkladajúcej sa organickej hmoty, ktorá recykluje živiny do podoby, ktorú rastliny dokážu prijať. Pôda na Marse je v podstate drvená sterilná hornina. Okrem toho je fyzicky neprívetivá. Častice sú ostré a abrazívne, vznikali nárazmi a vulkanickou aktivitou. V čistej umelej pôde oboch vzoriek nevyklíčilo žiadne semeno. Vedci taktiež vypestovali rastliny za hydroponických podmienok a tie následne presadili do spomínaných vzoriek umelej marťanskej pôdy. Sadenice aj napriek dostatočnému hnojeniu uhynuli do týždňa po presadení. Problémom umelej marťanskej pôdy je vysoké pH, ktoré bolo okolo 9,5. Pôvodný recept na umelé nečistoty neobsahoval chloristan vápenatý, toxickú soľ, ktorá podľa nedávnych pozorovaní tvorí asi dve percentá marťanského povrchu. Keď sa táto zložka pridala k umelým marťanským pôdam v koncentráciách podobných koncentráciám na Marse, šalát ani A. thaliana nerástli. Chloristan je hlavným problémom marťanského poľnohospodárstva.
Budúcnosť Pestovania na Červenej Planéte
Nie všetky projekty ale súviseli s jedlom a plodinami. V rámci geologických štúdií sa napr. odoberali vzorky a kamene z povrchu simulovanej planéty. V rámci 3D tlače tehál aj s použitím simulovanej marťanskej pôdy bolo úlohou vymyslieť multifunkčné tehly tak, aby sa z nich dalo aj stavať, aby chránili pred budúcim žiarením na Marse, aby mali izolačnú vrstvu a aby sa mala tiež kde skladovať voda. „Marsonauti“ si však prešli aj rôznymi psychologickými štúdiami, kde sa stretli s množstvom problémov, či už simulovanými, alebo nepredvídanými. Vedci si museli napr. poradiť s pokazeným potrubím, toaletou či kúrením. Neskôr prišla snehová búrka, ktorá zakryla solárne panely, takže posádka mala obmedzený prístup k elektrine.
Možnosti vzdelávania pre kozmický výskum a priemysel by sa mali v budúcnosti rozvíjať aj na Slovensku. Slovenská organizácia pre vesmírne aktivity (SOSA) chce zriadiť niekoľko kozmických inkubátorov, teda študentských laboratórií. Cieľom je vzdelávanie vo vedecko-technických odboroch či odovzdávanie praktických skúseností z vývoja a testovania 1. slovenskej družice skCUBE, ale aj zapojenie študentov do ďalších kozmických projektov.
tags: #pestovanie #jedla #na #marsy