Фантастический сюжет, описанный в киноленте «Марсианин», где астронавт НАСА Марк Уотни остался один на Красной планете и был вынужден выращивать для пропитания картофель, вскоре может стать реальностью. Американские учёные решили смоделировать грунт Марса в лаборатории, чтобы найти оптимальный вариант почвосмеси для посадки растений на расстоянии 220 миллионов километров от Земли. Ведь уже в 2040-х годах на соседнюю планету планируют высадиться первые поселенцы, которые останутся там навсегда.
Но вернёмся к фильму. Его герой выращивал картофельные клубни из космических припасов на огороде в несколько соток, который он разбил в одном из отсеков жилого модуля марсианской станции. В качестве субстрата астронавт использовал местный грунт, предварительно удобрив его органикой из отходов жизнедеятельности. Воду для полива он добывал из ракетного топлива, оставшегося в баках посадочной ступени межпланетного корабля. Опыт оказался удачным – картофель дал побеги и пошёл в рост, но однажды на станцию налетела песчаная буря и все растения замёрзли от холода в –80 °С.
Если бы не погодные капризы, Марк Уотни мог бы вполне успешно запастись картошкой на зиму. Тем более, что марсианский грунт похож по своему химическому составу и другим характеристикам на земной. Он содержит 20–25 процентов кремнезёма, до 15 процентов оксидов железа и по несколько процентов кальция, магния, натрия, серы, алюминия и других элементов. Ещё в 2008 году зонд НАСА «Феникс» определил, что кислотность почвы на Красной планете близка к аналогичному параметру на Земле и теоретически на ней можно выращивать растения.
«Мы обнаружили, что почва на Марсе отвечает земным требованиям, а также содержит необходимые элементы для возникновения и поддержания жизни как в прошлом, так и в настоящем и будущем. Данный щелочной тип грунта с pH 7,7 многие могут встретить на своём заднем дворе, и он вполне пригоден для выращивания спаржи», – сообщил тогда ведущий исследователь-химик миссии Сэм Кунейвс.
Спустя 12 лет после публикации этих результатов геологи из Университета Джорджии занялись практическим исследованием плодородности внеземного грунта. Они искусственно создали пять типов почвосмесей из марсианских минералов, которые обнаружили на поверхности планеты научные миссии НАСА. Оказалось, что они содержат такие питательные вещества, как калий, фосфор и азот. Но твёрдая и сухая текстура смесей сильно осложняет получение необходимых элементов и потенциальный рост агрокультур.
– Само по себе присутствие тех или иных элементов в грунте ещё не означает, что они доступны для растений, – рассказала ведущий автор работы Лора Факрелл научному журналу «Icarus». – Если вы просто посадите растение в грунт, где есть железо или магний, это не означает, что растение сможет получить их из почвы. К тому же питательных веществ может быть слишком мало, либо слишком много – избыток может стать токсичным для растений. Понимание того, как работает грунт на Марсе, покажет, может ли он плодоносить. А если не может, то нам нужно найти возможные решения вопроса, чтобы сделать грунт плодородным.
Поэтому отдельная группа учёных трудится над тем, чтобы приблизить плодородность марсианского грунта к земному за счёт добавления в него бактерий или других микроорганизмов. Но в целом учёные настроены оптимистично и уверены в своём успехе. Тем более, что с водой на Марсе тоже нет больших проблем: данные американского марсохода Curiosity, обнародованные в 2013 году, указали на то, что её содержание под поверхностью может достигать двух процентов по весу.
– Вопрос очень непростой, потому что почва – это целая экосистема, которая создаётся тысячелетиями, – отметил в разговоре с «Облгазетой» инженер учебной обсерватории Уральского федерального университета Владилен Санакоев. – Хотя в целом всё возможно: Марс действительно состоит из тех же элементов, что и Земля, лишь с некоторыми отличиями. Но вместо поиска оптимального марсианского грунта можно использовать для выращивания растений гидропонику – она вообще не требует почвы.
Именно по такому пути идут российские учёные. Эксперименты по выращиванию растений в космосе на основе гидропоники начались ещё в советские времена. Сегодня они продолжаются на Международной космической станции. Космонавт из Екатеринбурга Сергей Прокопьев в 2018 году лично выращивал на МКС водоросль спирулину, а его коллеги из НАСА – салат. Выяснилось, что в условиях микрогравитации семена простейших растений, помещённые в особый питательный раствор, хорошо всходят и растут в специальных оранжереях с автоматизированной подачей влаги и воздуха.
Такими зелёными продуктами можно питаться в течение времени, необходимого для полёта к Красной планете. Но вот картошку в космосе ещё никто не выращивал, и как она поведёт себя на гидропонике – неизвестно. Американцы хотят не просто высадиться на Марсе, а создать там в 2040-х годах обитаемую базу, где бы астронавты жили постоянно. В России таких дальних планов не строят, поэтому исследования внеземного грунта в нашей стране пока не ведутся.
- Опубликовано в №213 от 14.11.2020 под заголовком «Когда на Марсе зацветёт картофель?»
Сюжет
«Дом. Сад. Огород»
Особенности и секреты садового хозяйства на Среднем Урале.
