Хотите выращивать растения на Марсе? Проект старшеклассника нашел 2 способа

Почва и вода Марса обычно слишком суровы для сельскохозяйственных культур, но исследования, проведенные тогдашним второкурсником средней школы, показывают, что растения люцерны и фотосинтезирующие бактерии могут помочь сделать марсианскую почву и воду достаточно подходящими для поддержки сельского хозяйства.

Кормление экипажей на Марсе будет серьезной проблемой для любой долгосрочной миссии человека, учитывая высокую стоимость запуска чего-либо с Земли на Красную планету.

Ученые давно искали способы выращивания сельскохозяйственных культур на Марсе, но его почва бедна органические питательные вещества, необходимые для роста большинства растений, а его вода чрезвычайно соленая. В новом исследовании исследователи изучили способы максимально использовать марсианскую почву и воду.

Вулканизм прошлого на Красной планете означает, что марсианская почва в основном представляет собой раскрошенную вулканическую породу, поэтому ученые экспериментировали с вулканическими породами, купленными в магазинах бытовой техники и каминов.

Руководила этим исследованием Пуджа Касивисванатан, которая начала проект, когда была второкурсницей Эймс Хай в Айове: «В детстве я всегда задавалась вопросом, есть ли потенциал для жизни во внеземной среде, что привело к моей сильной страсти к астробиологии. », — сказал Касивисванатан.

Исследователи обнаружили, что люцерна, которую обычно собирают в качестве сена для крупного рогатого скота, хорошо росла в этой бедной питательными веществами почве. Более того, когда ученые измельчили эти растения люцерны, полученный порошок мог служить удобрением для репы, редиски и салата, в иначе бесплодной марсианской почве.

«Я нахожу самым удивительным, что мы смогли вырастить люцерну только на моделируемом марсианском реголите без каких-либо питательных добавок», — сказала соавтор исследования Элизабет Суоннер, биогеохимик из университета штата Айова в Эймсе.

Затем люцерну можно использовать для удобрения реголита и выращивания пищевых растений, которые обычно не растут в этом материале». Борьба за выращивание сельскохозяйственных культур на Марсе — одна из главных проблем, с которыми столкнулся герой фильма «Марсианин», удостоенного «Золотого глобуса» и премии «Хьюго» 2015 года, который вдохновил меня на исследование.

Возможно, мы сможем разработать стратегии выращивания растений в марсианских условиях, которые принесут пользу будущим миссиям человека на Марс», — сказал Касивисванатан, который сейчас учится на первом курсе университета штата Айова в Эймсе.

Ученые также обнаружили, что фотосинтетический штамм морских бактерий, известный как Synechococcus sp. PCC 7002, который часто используется в установках по биоопреснению морской воды на Земле, эффективно удаляет соль из соленой воды, как и на Марсе.

Исследователи могут даже усилить это опреснение. путем фильтрации воды, подвергшейся воздействию бактерий, через вулканические породы, найденные на Красной планете. «Я надеюсь, что наши результаты могут помочь в проведении исследований для миссии НАСА на Марс в ближайшем будущем», — сказал Касивисванатан.

Однако, хотя продовольственные культуры действительно росли в обогащенной почве, результат все же не соответствовал земным продуктам, поскольку репа, редис и салат, выращенные учеными, были не очень питательны.

«Эти продукты, безусловно, обеспечивают людей необходимыми витаминами и минералами, хотя они могут не обеспечивать большую плотность калорий», — сказал Сваннер.

«Я думаю, что это исследование демонстрирует, что биоудобрение возможно с помощью люцерны, и в будущем следует изучить другие продукты питания на растительной основе». Кроме того, хотя почва и вода имитировали Марс, воздух был менее подходящим.

Исследователи пытались проводить эти эксперименты в похожей на Марс атмосфере, богатой углекислым газом, но оказалось очень сложно выращивать растения в герметичной среде.

«Это было сложной задачей для нас с ограниченным бюджетом, но также, безусловно, является следующим шагом в исследовании», — сказал Суоннер.