Фермерство на Марсе будет намного сложнее, чем казалось в "Марсианине" | Журнал "Вольт"
Сб. Дек 5th, 2020


В фильме Марсианин, астронавт Марк Уотни (которого играет Мэтт Дэймон) выживает, оказавшись на Красной планете, выращивая картофель в марсианской земле, удобренной фекалиями.

Будущие астронавты Марса могли бы выращивать зерновые в земле, чтобы не полагаться исключительно на миссии по пополнению запасов, и чтобы выращивать большее количество и разнообразие продуктов питания, чем с помощью одной гидропоники (SN: 11/4/11). Но новые лабораторные эксперименты показывают, что выращивание еды на Красной планете будет намного сложнее, чем просто посадка сельскохозяйственных культур с фекалиями (SN: 22.09.15).

Исследователи посадили салат и сорняк. Arabidopsis thaliana в трех видах фальшивой марсианской грязи. Два были сделаны из материалов, добытых на Гавайях или в пустыне Мохаве, которые выглядят как грязь на Марсе. Чтобы еще больше имитировать состав поверхности Марса, третий был сделан с нуля с использованием вулканических пород, глин, солей и других химических ингредиентов, которые марсоход НАСА Curiosity видел на Красной планете (SN: 31.01.19). Хотя и салат, и A. thaliana Исследователи сообщают, что они выжили в марсианских естественных почвах и не могли расти в синтетической грязи. Икар.

«Неудивительно, что когда вы получаете [dirt] Это становится все более и более точным по мере приближения к Марсу, что растениям становится все труднее расти на нем », – говорит планетолог Кевин Кэннон из Колорадской горной школы в Голдене, штат Колорадо, который помогал создавать синтетическую марсианскую грязь, но разве не не участвует в новом исследовании.

Почва на Земле полна микробов и других органических веществ, которые помогают растениям расти, но марсианская грязь в основном представляет собой измельченный камень. Новый результат «говорит вам, что если вы хотите выращивать растения на Марсе с использованием почвы, вам придется приложить немало усилий, чтобы превратить этот материал во что-то, в чем могут расти растения», – говорит Кэннон.

Биохимик Эндрю Палмер и его коллеги из Технологического института Флориды в Мельбурне посадили салат и A. thaliana семена в имитации марсианской грязи при контролируемом освещении и температуре в помещении, как это делают космонавты на Марсе. Растения культивировали при температуре 22 ° C и влажности около 70%.

Семена обоих видов прорастали и росли в грязи, добытой на Гавайях или в пустыне Мохаве, при условии, что растения удобрялись смесью азота, калия, кальция и других питательных веществ. По словам Палмера, семена ни одного вида не могли прорасти в синтетической грязи, поэтому «мы выращивали растения в условиях, подобных гидропонике, а затем переносили бы их» в искусственную грязь. Но даже при внесении удобрений эти саженцы погибли в течение недели после пересадки.

Растения, растущие в почве пустыни Мохаве
В лабораторных экспериментах салат-латук мог расти на марсианской почве из пустыни Мохаве (на фото), если почва была удобрена азотом, калием, кальцием и другими питательными веществами.Натан Хэдланд

Команда Палмера подозревала, что проблема синтетической марсианской грязи заключалась в ее высоком pH, который составлял около 9,5. У двух естественных почв уровень pH был около 7. Когда исследователи обработали синтетическую грязь серной кислотой, чтобы снизить pH до 7,2, пересаженные саженцы выжили еще неделю, но в конечном итоге погибли.

Команда также столкнулась с другой проблемой: оригинальный рецепт синтетической грязи не содержал перхлората кальция, токсичной соли, которая, согласно недавним наблюдениям, составляет около 2 процентов поверхности Марса. Когда команда Палмера добавила его в концентрациях, аналогичных тем, которые наблюдались на Марсе, ни салат, ни салат. A. thaliana росла вообще в грязи.

«Перхлораты – серьезная проблема» для марсианского земледелия, – говорит Эдвард Гинан, астробиолог из Университета Вилланова в Пенсильвании, который не участвовал в работе. Но перхлорат кальция не должен быть препятствием. «На Земле есть бактерии, которым в пищу нравятся перхлораты», – говорит Гуинан. Поедая соль, микробы выделяют кислород. Если бы эти бактерии были доставлены с Земли на Марс, чтобы поедать перхлораты в марсианской грязи, Гуинан полагает, что организмы могли бы не только избавиться от токсичного компонента грязи, но, возможно, также помочь космонавтам производить кислород, пригодный для дыхания.

Более того, точная обработка, необходимая для того, чтобы марсианская грязь стала пригодной для обработки, может варьироваться в зависимости от того, где астронавты делают свою усадьбу. «Это, вероятно, зависит от того, где вы приземлитесь, каковы будут геология и химический состав почвы», – говорит Гуинан.

Чтобы изучить, как это разнообразие может повлиять на будущие методы ведения сельского хозяйства, геохимик Лаура Факрелл из Университета Джорджии в Афинах и его коллеги смешали пять новых типов искусственной марсианской грязи. Рецепты этих фальшивых марсианских материалов, также опубликованные 15 января. Икар, основаны на наблюдениях за поверхностью Марса с помощью марсоходов Curiosity, Spirit и Opportunity, а также космических аппаратов NASA Mars Global Surveyor и Mars Reconnaissance Orbiter.

Каждая новая искусственная грязь Марса представляет собой смесь материалов, которые можно было найти или изготовить на Красной планете. Один предназначен для представления среднего состава по Марсу, аналогично синтетическому материалу, созданному командой Кэннона. Остальные четыре разновидности имеют немного другой состав, например, грязь, особенно богатая карбонатами или сульфатами. По словам Факрелла, эта коллекция «расширяет палитру того, что у нас есть» в качестве испытательных стендов для сельскохозяйственных экспериментов.

Сейчас она использует свой завод для проведения предварительных экспериментов по выращиванию растений. До сих пор лучше всего росли бобовые, называемые бобами моли, которые по содержанию питательных веществ аналогичны соевым, но более устойчивы к засухе. «Но они не обязательно супер здоровые», – говорит Факрелл. В будущих экспериментах можно будет выяснить, какие питательные коктейли помогают растениям выжить в различных искусственных марсианских ландшафтах. Но это очевидно, говорит Факрелл: «Это не так просто, как кажется на первый взгляд. Марсианин. »



Source link

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *