Z zewnątrz wizja marsjańskiego rolnictwa wygląda banalnie. Wystarczy przecież zabrać nasiona, zbudować szklarnię i czekać, aż coś urośnie. Problem w tym, że w prawdziwej rozmowie o kolonizacji Czerwonej Planety rośliny same w sobie wcale nie są najtrudniejszym elementem układanki. Znacznie większym wyzwaniem jest stworzenie całego obiegu życia tam, gdzie nie ma zwykłej gleby, łatwo dostępnych nawozów i komfortu ciągłego dowożenia wszystkiego z Ziemi. Właśnie dlatego nowe badanie z Bremy jest ciekawe, bo nie chodzi tu o prostą historię pod tytułem “wsadzili roślinę w marsjański piach i zadziałało”. Chodzi o próbę zbudowania biologicznego obejścia problemu, czyli systemu, który najpierw wykorzystuje mikroorganizmy do przetworzenia lokalnych zasobów, a dopiero potem zamienia ten efekt w coś przydatnego dla upraw.
Uprawa roślin na Marsie nie jest taka prosta, ale nie niemożliwa
Mars ma atmosferę zdominowaną przez dwutlenek węgla, który według danych NASA stanowi on około 95,9% jej objętości. Sam regolit zawiera z kolei część potrzebnych minerałów, ale to jeszcze nie czyni z niego sensownego podłoża rolniczego. Autorzy pracy przypominają, że problemem pozostają niska biodostępność składników, zasadowe pH, obecność toksycznych związków, takich jak nadchlorany oraz bardzo drobna struktura materiału. Krótko mówiąc, “marsjański pył” nie jest gotową ziemią uprawną, tylko surowcem, z którym trzeba coś zrobić.
Czytaj też: Gigantyczna maszyna wzniosłą się w powietrze. Chiny widzą w tym kolosie przyszłość transportu
Właśnie tutaj do gry wchodzą sinice. To one mają wykonywać pierwszą, najbardziej niewdzięczną robotę. Badacze opisują je jako organizmy zdolne do wykorzystywania dwutlenku węgla z marsjańskiej atmosfery, produkowania tlenu i wyciągania części potrzebnych składników z regolitu. W tym konkretnym podejściu nie uprawia się więc od razu roślin w pyle, ale najpierw hoduje biomasę sinic przy użyciu zasobów, które dałoby się lokalnie zdobyć lub odtworzyć. Dopiero później ta biomasa jest rozkładana w procesie fermentacji beztlenowej do postaci nawozu dla roślin hydroponicznych. Ten etap jest kluczowy, bo sprowadza “martwy” minerał i wyhodowaną wcześniej biomasę do postaci, z której da się zrobić coś użytecznego dla roślin.
Ta dokładnie praca skupiała się na tym, jak poprawić ten pośredni etap, bo zespół badał wpływ obróbki biomasy, temperatury pracy i stężenia substratu. Finalnie naukowcy z 1 grama suchej masy sinic uzyskali plon o wadze 27 gramów w postaci świeżej, jadalnej biomasy rzęsy wodnej z rodzaju Lemna. Jest to dowód na to, że cały łańcuch (od mikroorganizmów, przez fermentację, po roślinę) faktycznie zadziałał. Badacze nie zatrzymali się na samej chemii w probówce, ale doprowadzili proces do punktu, w którym powstała realna biomasa nadająca się do spożycia.
Czytaj też: Początek nowej epoki magazynowania energii? Pierwszy akumulator kwantowy zaskoczył
Warto też zauważyć, że wybraną rośliną była rzęsa wodna, a więc organizm rosnący szybko, dobrze nadający się do eksperymentów i od dawna rozpatrywany jako kandydat do systemów żywnościowych o wysokiej wydajności. To nie pomidor, nie ziemniak i nie pszenica. Wynik jest przez to cenny naukowo, ale nie powinniśmy automatycznie traktować go jak odpowiedzi na pytanie o pełnowymiarowe marsjańskie rolnictwo.
Najciekawsze może być to, co dzieje się obok jedzenia
Proces fermentacji beztlenowej produkował również metan, a więc gaz, który w marsjańskich realiach mógłby stać się dodatkowym nośnikiem energii lub elementem szerszego systemu gospodarowania zasobami. Właśnie tutaj widać prawdziwą wartość tej pracy. Marsjańska kolonia nie będzie działała dzięki jednemu cudownemu wynalazkowi, ale dzięki wielu średnio widowiskowym systemom, które po połączeniu zaczną zamykać obieg materii. Sinice mogą wiązać węgiel i produkować tlen, fermentacja może odzyskiwać składniki odżywcze i metan, a hydroponika może zamieniać to w jadalną biomasę. Samo w sobie nie brzmi to tak efektownie jak “ogród na Marsie”, ale z punktu widzenia inżynierii osadniczej właśnie tak powinien wyglądać postęp.
Czytaj też: Czas przepisać podręczniki. Wyjątkowa “dioda cieplna” to już nie czcze marzenie
Mimo wszystko warto studzić nastroje. Badanie opierało się na symulancie regolitu MGS-1, kontrolowanych warunkach laboratoryjnych i uprawie hydroponicznej jednej, specyficznej rośliny. Inkubację w 35°C, praca w wytrząsarce i starannie przygotowane warunki fermentacji to odległa demonstracja działania systemu, który w rzeczywistości działałby pod wpływem marsjańskiego chłodu, niskiego ciśnienia, promieniowania i pełnej logistyki habitatowej. Musimy to traktować ot jako solidnie zaprojektowany fragment większej układanki w wizji życia na Marsie razem z wykorzystaniem tamtejszych zasobów lokalnych.
Źródła: ResearchGate, NASA
