Представете си, че кацате на Марс и приготвяте обяда си, но не с провизии от Земята, а като използвате прах, въздух и микроби, които вече се намират там. Тази идея отдавна звучеше като научна фантастика главно защото на Марс липсва един ключов компонент – плодородна почва. Прашната му повърхност съдържа минерали, но не и органичните хранителни вещества, от които растенията се нуждаят, за да растат.

Сега изследователи в Германия са намерили умно решение, което включва превръщането на марсиански прах и издръжливи микроби в работеща система за торене, която може да произвежда ядливи растения. Това е малка, но мощна стъпка към превръщането на мисиите до Марс в самоиздържащи се.

„Нашите открития допринасят за развитието на производството на торове на място за устойчиво земеделие на Марс“, отбелязват изследователите в своето проучване.

В основата на предложената система стоят цианобактериите, често наричани синьозелени водорасли. Тези микроскопични организми са достатъчно издръжливи, за да оцелеят в екстремни условия. По-важното е, че могат да използват въглеродния диоксид, който е в изобилие в марсианската атмосфера, за да растат, като същевременно произвеждат кислород и извличат хранителни вещества от богатия на минерали прах.

За да покажат как тази идея би могла да проработи, изследователите възпроизвеждат марсианските условия, използвайки симулант на реголит, наречен MGS-1, който имитира състава на марсианската почва. Те култивираха цианобактерии, използвайки този изкуствен прах заедно с въглероден диоксид, което позволи на микробите да натрупат биомаса, използвайки само ресурси, които биха могли да съществуват на Марс.

След като бяха отгледани достатъчно цианобактерии, следващото предизвикателство беше да ги превърнат в нещо, което растенията да могат да използват. Екипът постигна това чрез анаеробна ферментация – процес, при който микробите разграждат органичната материя без кислород, освобождавайки хранителни вещества в системата.

Те внимателно усъвършенстваха този етап. Предварителното нагряване на биомасата спомогна за по-бързото ѝ разграждане, а поддържането на температурата в системата около 35 °C доведе до най-добри резултати. Изследователите изчислиха и оптималното съотношение между биомасата от цианобактерии и количеството амоний, като по този начин гарантираха, че крайният продукт съдържа достатъчно от този ключов хранителен елемент за растежа на растенията.

Полученият тор беше тестван върху водна леща (Lemna sp.), бързорастящо водно растение, богато на протеини, което вече се консумира в някои части на света. Резултатът беше впечатляващ: само един грам изсушени цианобактерии генерираше достатъчно хранителни вещества за отглеждане на 27 грама прясна, годна за консумация растителна маса.

„Въпреки предизвикателствата, ферментатът позволи високи добиви на биомаса от Lemna sp. от 27 г влажна маса на грам суха маса от цианобактерии, което демонстрира потенциала му като хидропонен тор“, добавиха авторите на проучването.

Освен това като бонус процесът на ферментация произведе метан – енергийно богат газ, който може да бъде улавян и използван като гориво, добавяйки още едно ниво на полезност към системата.

Това проучване сочи към бъдеще, в което астронавтите ще могат да разчитат в много по-малка степен на Земята. Чрез комбинирането на микроорганизми, местен прах и прости биологични процеси може да се създадат системи със затворен цикъл, които да произвеждат храна, кислород и дори енергия на Марс.

Снимка: Unsplash

Виж още: Почвен организъм, способен да замразява вода, може да се окаже ключ към манипулирането на времето