Преди четири години, през 2016-а, Виегер Вамелинк, еколог от университета във Вагенинген, участвал заедно с още 50 души в уникална вечеря в New World Hotel в Холандия. На пръв поглед менюто изглежда обикновено - хапки с пюре от боб, супа от картофи с коприва, ръжен хляб, морковено сорбе. То обаче е необичайно, защото всички зеленчуци са отгледани от Вамелник и екипа му в инкубатор с почва, идентична на тази на Марс и Луната.Оттогава те са успели да отгледат още 10 растения, включително киноа, кресон, домати, използвайки смлени вулканични скали, които най-много наподобяват почвата на Червената планета.
Първоначално почвата е била комбинирана, за да може да се изследва как машините и костюмите, използвани в Космоса, ще се държат към материали от повърхността на Марс и Луната. Малцина са предполагали, че могат да се отглеждат и растения на нея. Отначало е имало притеснения за състава на почвата, особено след като първите опити да се засадят живи култури върху лунна почва се провалят заради тъничките, но много остри скални фрагменти, които буквално пронизвали корените. На Марс обаче движението на водата в древността и непрекъснатата ерозия от вятъра са направили повърхността на планетата много по-благоприятна.
От хранителна гледна точка, обяснява Вамелинк, няма разлика между "марсианските" растения и тези, които са отгледани в земна почва, а от вкусова той лично
предпочита "марсианските" домати,
които са много по-вкусни от земните. Сега екипът му се опитва да открие бактерия, която ще осигури повече азот от атмосферата и ще се храни от токсичната сол, съдържаща се в почвата на Марс.
В друг университет - "Виланова" в Пенсилвания, екипът на проф. Ед Гуинан и Алисия Еглин се занимава с проект "Червени палци", в който отглежда успешно свои "марсиански" растения. Първоначално те използват скали от пустинята Мохаве, като обогатяват получената почва с ферми от червеи, известни със способността си да отделят азот от мъртви органични материи чрез своето движение и хранене. Проектът бе широко отразен в медиите, когато през 2018 г. екипът успя да отгледа успешно ечемик и хмел, откривайки пътя към производството на марсианска бира.
Всякакъв вид салата, но не и чипс!
За няколко години Гуинан и Еглин добавиха към своята "марсианска градина" домати, чесън, спанак, салата, лук, репички, босилек, зеле. Качеството на културите варира, като най-успешно се оказва зелето, което дори вирее по-добре на марсианска, отколкото на земна почва. Голям проблем обаче се очертават картофите, които са богати на калории. Те предпочитат по-мека и некомпактна земя и спират да растат в определен момент - марсианската почва става тежка и непробиваема, когато е напоена с вода, и води до задушаване на картофите. Според Еглин ключът към успеха е да се отглеждат растения с нисък добив, които да се радват на по-натурална екосистема. Дори и на Земята земеделските монокултури страдат, когато хранителните съставки, необходими за едно растение, се изчерпят и не се добавят след всяка реколта. За да неутрализират този ефект, фермерите често сменят растенията в една и съща почва. Еглин се опитва да докаже това, отглеждайки соя, която също е важен източник на протеин, и царевица заедно с щир, използван често в карибската кухня.
Какъвто и да е успехът на тези проекти обаче, не трябва да се забравя, че почвата, приличаща на марсианската, има доста ограничения, тъй като е базирана на
лимитираните възможности на Земята,
обяснява биоложката Кристъл Пайл. Тя участва в Микро-екологичната система за алтернативна подкрепа на живота, която изучава различни технологии, които могат да бъдат използвани при далечни мисии - например бактериален биореактор, който може да рециклира отпадъците от астронавтите във въздух, вода и храна. "В основата си почвата прилича на марсианската, но не е същата. Почти невъзможно е да се пресъздадат всички характеристики на марсианската почва", обяснява тя.
Вероятно единственият сигурен начин е да се донесе автентична марсианска почва на Земята. На 30 юли НАСА изстреля совалката Perseverance към древна речна делта в кратера Джезеро на Марс. Ако всичко върви по план, следващия февруари совалката ще достигне до смятаната за най-плодородна почва на Червената планета. Благодарение на базираната на плутоний система за захранване совалката ще може да анализира повърхността на Марс в продължение на 10 години. За разлика от предишните мисии, които се занимаваха с търсене на следи от места, годни за живот на Марс, целта на Perseverance е да намери следи от микробиологичен живот. И което е ключово за отглеждането на храна на Марс - совалката ще събере образци от скалите и почвата, които ще запази за потенциална бъдеща роботизирана мисия, която ще ги донесе на Земята за анализ. Дотогава симулацията на марсианска почва е единственото, с което учените могат да работят.
Дотогава има много какво да бъде научено. Вместо да се занимава с отглеждането на индивидуални растения, програмата на Пайл предпочита да оценява видовете в тяхната вътрешна, животоподдържаща екосистема. Това позволява да се използват предимствата на ставащата за консумация биомаса, производството на кислород и дори пречистването на вода, вместо да се отделят ресурси за отглеждането на отделно растение. "Но прогнозата как ще се държи едно растение на Марс изисква много по-фундаментално разбиране биологията на растенията. Трябва да слезем на молекулярно ниво. Да разберем какво се случва под земята, в корените. Как газове като кислород се поемат от въздуха и се довеждат до корените. Как въглеродният двуокис се изпуска", обяснява Пайл.
Още препятствия
Дори ако бъде открита достатъчно близка до марсианската почва, има още доста предизвикателства, които трябва да бъдат преодолени. Марс се намира на около 70 милиона километра по-далеч от Слънцето, отколкото е Земята. В резултат на това слънчевата светлина доставя едва 43 процента от нужната енергия, като средните температури варират около -60°C. Освен това заради наклона на планетата и силно елипсовидната орбита вариацията на сезоните е екстремна.
Друг проблем е атмосферата на Марс, която е много по-тънка от земната. В нея липсва азот, който е ключов за отглеждането на растения, и доминира въглероден двуокис, който е съществен за фотосинтезата, но е в толкова ниска концентрация, че всяко растение на повърхността ще има проблем с растежа. Тънката атмосфера излага марсианската почва и на космическата радиация, която създава враждебна среда за всякакви микроорганизми, които биха могли да извлекат хранителни вещества от мъртва материя. Освен това соларната радиация може да активира съединенията от хлор в марсианската почва и да ги превърне в отровни соли. В почвата са открити и други отровни тежки метали като кадмий, живак и желязо, които също са предизвикателство. "За растенията тези тежки метали не са особен проблем, защото те ще ги складират някъде. Но ако хората ядат от тези растения, металите могат да са проблем за тях", обяснява Пайл.
Единият вариант е да се използва безпочвена технология, която вече се прилага на Земята. Аеропониката отглежда растения, които са провесени във въздуха, като техните корени се пръскат с хранителна течност. Тази техника може да доведе до по-големи, по-бързо развиващи се култури и вече се използва успешно за отглеждане на салата на Международната космическа станция. "Всъщност астронавтите са толкова доволни от своята реколта, че пращат много малко салата на Земята, която учените да изследват. Останалата просто я изяждат", обяснява Вамелинк.
Дефицит на калории
Въпреки популярността на космическата салата обаче тя не е достатъчна, за да поддържа астронавтите по време на дълъг полет до Марс. Проблемът отново е в картофите. "Много е трудно да отглеждаш картофи в хидрокултура, а само със салата и домати няма да стане, защото човекът се нуждае от калории. Картофите най-добре се отглеждат в почва, където можеш да засадиш много растения на кубически метър", обяснява Вамелинк.
Независимо дали е отгледана в почва, вода или влажен въздух храната ще играе много по-важна роля в марсинската действителност. Насладата на вкусно ядене ще е ключово за психологическото здраве и комфорта на астронавтите пионери, които ще живеят на милиони години от дома. Кой знае, може би ръженият хляб и репичките ще са в менюто все пак.
