Ak chceme kolonizovať červenú planétu, pre prežitie budeme potrebovať viac než len vesmírnu loď. Prežitie na takejto, zatiaľ nehostinnej planéte, nebude jednoduché. Jednou z kľúčových otázok pri úvahách o trvalom pobyte na Marse je zabezpečenie potravín. Pestovanie zeleniny priamo na Marse by bolo ideálnym riešením.
Mars, zatiaľ jediná planéta v susedstve Zeme, kde reálne existuje nádej na dlhodobé osídlenie ľuďmi, predstavuje obrovskú výzvu, ale aj príležitosť. Hoci má riedku atmosféru a náročný terén, ponúka ústretovejšie podmienky ako Mesiac. Na Marse je atmosféra, aj keď len 1 % zemskej, čo poskytuje aspoň základnú ochranu. A hoci sú tam niektoré oblasti veľmi náročné, jedného dňa by sa tam mohli napríklad postaviť skleníky a mohlo by sa tam niečo pestovať.
Prečo práve Mars?
Mesiac, hoci bližšie, ponúka oveľa náročnejšie podmienky pre život. Takmer žiadna atmosféra vystavuje ľudí priamemu vesmírnemu žiareniu a mikrometeoritom. Extrémne teplotné rozdiely medzi dňom a nocou, ako aj nehostinný terén s ostrými úlomkami, predstavujú ďalšie prekážky.
Môžeme pestovať rastliny na Marse?
Vedci z americkej University of Georgia (UGA) skúmajú, ako najlepšie využiť pôdu na Marse s cieľom zistiť, či je tam možné pestovať plodiny. Za týmto účelom vyvinuli umelé zmesi pôdy podobné tým na červenej planéte. Svoju štúdiu zverejnili v žurnále Icarus. Vedúca projektu Laura Fackrell z UGA objasnila, že sa „zamerali na simuláciu konkrétnych vlastností materiálov, ktoré je možno ľahko nájsť na Marse“.
Simuláciou minerálneho zloženia alebo obsahu solí v marťanských zmesiach môžu zistiť veľa informácií o potenciálnej úrodnosti pôdy. Živiny, slanosť či pH patria medzi faktory, ktoré ovplyvňujú úrodnosť pôdy. Objasnenie, v akom spektre sa v súvislosti s týmito zložkami nachádza marťanská pôda, je kľúčové pre zistenie jej úrodnosti či určenia vhodných riešení, ktoré z nej urobia úrodnú pôdu.
Potrebné živiny
Vedcom pomohli vzorky, o ktoré sa postarala NASA. Napriek svojej riedkej atmosfére, extrémnemu chladu a nízkej hladine kyslíka je marťanský povrch známy tým, že obsahuje väčšinu zložiek potrebných pre rast rastlín, ako sú dusík, fosfor či draslík. I napriek tejto pozitívnej správe sa odborníci snažia nájsť odpovede na niekoľko ďalších otázok. „Prítomnosť živín ešte neznamená, že sú prístupné rastlinám, že ich dokážu z pôdy aj vytiahnuť,“ povedala Fackrell. Pôda takisto nemusí obsahovať dostatočné množstvo potrebných živín alebo ich môže mať toľko, že budú pre rastliny toxické.
Prekonanie prekážok
Počas výskumu spozorovali niekoľko vlastností, ako napríklad výraznú suchosť, ktoré môžu predstavovať prekážky. Vedci z NASA sa už nejaký čas domnievajú, že červená planéta nám poskytuje vhodný základ pre život. Za všetko hovorí pôda na Marse. Mars si prešiel rozsiahlou vulkanickou činnosťou, čo v pôde zanechalo stopy. Nová štúdia však naznačuje, že by sme sa mohli posunúť o krok vpred. Predchádzajúce výskumy nám už naznačili, že rastliny by na povrchu Marsu bojovali o život a pravdepodobne by ani neprežili.
Výskumníci museli docieliť, aby nimi skúmaná pôda bola čo najpodobnejšia tej na Marse. Ako informuje ScienceAlert, ich schopnosť rásť porovnali s pestovaním rovnakých plodín v pôde Zemi, pričom pri starostlivosti nepoužili žiadne hnojivá. Tá totiž bola schopná rásť rovnako kvalitne ako v našej pôde. Simulovanú pôdu z Marsu potom testovali na vypestovanie iných plodín s tým, že do nej pridali lucernu ako hnojivo. Po vypestovaní by mohla poslúžiť ako hnojivo na pestovanie potravín. Zatiaľ však nehovoríme o pestovaní rastliny, ktorá by bola určená na konzumáciu. Lucerna by však mohla byť základom k pestovaniu ďalších plodín, ktoré by sa dali konzumovať.
Extrémofily a zúrodňovanie pôdy
Astrobiologička Michaela Musilová sa zaoberá výskumom extrémnych organizmov (extrémofilov), ktoré dokážu prežiť v extrémnych podmienkach, napríklad na povrchu ľadovcov. Zistila, že tieto organizmy dokážu prežiť z minimálneho množstva živín a fotosyntézy a produkujú organické látky, ktoré pomáhajú okoliu. Navrhla experiment, ktorý sa sústredil na zúrodňovanie marťanskej pôdy pre realizáciu počas simulovanej misie na Mars. Zistila, že tie extrémofily dokázali v simulovanej marťanskej púštnej pôde vyrobiť toľko živín, že ju zúrodnili. Bol to určitý druh teraformovania, čiže vytvárania pozemských podmienok, či už na Marse, alebo inde vo vesmíre.
Podmienky na Marse
| Faktor | Stav na Marse |
|---|---|
| Atmosféra | Riedka, 95 % oxidu uhličitého |
| Tlak | Stotina pozemského |
| Pôda | Chudobná na živiny, môže obsahovať toxické látky |
| Teplota | Extrémne nízka |
| Žiarenie | Silné kozmické žiarenie |
Riešenia a technológie pre pestovanie na Marse
Vedci a inžinieri vyvíjajú rôzne technológie a stratégie na prekonanie týchto výziev:
- Skleníky: Uzavreté skleníky s kontrolovanou atmosférou a teplotou.
- Hydroponia a aeroponia: Pestovanie rastlín bez pôdy, s využitím živných roztokov.
- Umelý osvetlenie: LED svetlá simulujúce slnečné žiarenie.
- Úprava pôdy: Zúrodňovanie marťanskej pôdy pomocou mikroorganizmov (extrémofilov).
- Ochrana pred žiarením: Špeciálne materiály a konštrukcie na ochranu rastlín pred žiarením.
Pestovanie v hydroponickom systéme
Hydroponické pestovanie predstavuje efektívny spôsob pestovania zeleniny na Marse. Hydroponický systém Urban Hydro je vybavený kanálmi NFT na rozvod vody a čerpadlom. Šaláty sa najprv predpestujú na výsadbovej doske a potom presadia do hydroponického systému. Je dôležité udržiavať výsadbové kocky vlhké a zabezpečiť dostatočné osvetlenie. Po presadení šalátov začnite s hnojením. Je veľmi dôležité pripraviť dokonale vyvážený roztok, pretože rastliny pri hydroponickom pestovaní sú citlivé na prehnojenie. Optimálna hodnota pH pre šalát by sa mala pohybovať medzi 5,9 a 6,2. Koncentráciu hnojiva merajte pomocou EC-metra. Ideálne EC pre šalát by sa malo pohybovať v rozmedzí 1-1,2 mS. Pre dosiahnutie maximálnych výsledkov a zvýšenia objemu úrody odporúčame dodatočné osvetlenie, ak plánujete pestovať šalát doma počas zimných mesiacov. Pre šaláty je optimálny cyklus fotoperiódy 12/12 alebo 14/10 (zapnuté/vypnuté).
Odrody vhodné na pestovanie na Marse
Pri výbere odrôd zeleniny na pestovanie na Marse je potrebné zohľadniť odolnosť voči extrémnym podmienkam, nenáročnosť na živiny a krátku dobu rastu. Vhodné druhy zeleniny:
- Šalát
- Špenát
- Reďkovka
- Paradajky
- Zemiaky
- Huby
- Bylinky
Experimenty a úspechy
V rámci projektu Eden ISS sa výskumníci na Antarktíde venovali pestovaniu rastlín na odľahlých miestach našej planéty. Expertom sa podarilo vypestovať toľko druhov zeleniny, že by z nich dokázali vyrobiť dokonca aj šalát. Vypestovať sa im podarilo 3,6 kilogramu šalátu, 18 uhoriek a 70 reďkoviek. Do mája tohto roka si však zaumienili vypestovať 4 až 5 kilogramov ovocia a zeleniny.
Na Medzinárodnej vesmírnej stanici (ISS) sa uskutočnili viaceré experimenty s pestovaním rastlín. NASA zaradila na ISS vôbec prvú experimentálnu komoru na pestovanie zeleniny s názvom Veggie. Táto špeciálna komora je vybavená LED svetlami a sadenicami vo vrecúškach s pôdou. Vzhľadom pripomína skleník a je vyrobená z plastových materiálov, takže sa dá počas prepravy ľahko zložiť. V nízkonákladovej komore astronauti najprv pestovali hlávkový šalát, a ak všetko prebehlo úspešne, postupne sa pridali aj ďalšie druhy zeleniny. Systém Veggie umožnil posádke rýchly rast zeleniny za použitia jednoduchého konceptu prívodu vody a živín.
NASA oznámila, že posádka ISS prvýkrát konzumovala v kozme pestovanú zeleninu (konkrétne, červený rímsky šalát) 10. augusta 2015. Išlo o experiment nazvaný Veg-01, ktorý študoval schopnosť rastlín rásť v špeciálnom zariadení vo vesmíre. Tento experiment je ďalším krokom na ceste k Marsu či na iné dlhé lety vesmírom, pretože NASA chce zabezpečiť udržateľný doplnok stravy dostupný počas celej cesty vesmírom.
V rámci experimentov sa skúmali aj semená paradajok Heinz v simulovanej marťanskej pôde. Tento projekt priniesol pohľad na dlhodobý zber potravín a hľadal spôsoby, ako riešiť problémy s pestovaním v menej ideálnych pôdnych podmienkach.
Cínia: Farebný experiment vo vesmíre
Cínia (Zinnia) je obľúbená letnička známa svojimi pestrofarebnými kvetmi, ktoré pridávajú do každej záhrady špeciálny farebný akcent. Predtým, ako sa astronautom podarilo vypestovať cínia, Kellymu vyrástol aj rímsky šalát, no cínia bola na pestovanie náročnejšia. Tento kvet totiž potrebuje omnoho viac svetla a priestoru a je veľmi jednoduché ho vysušiť, alebo naopak preliať. Experiment s pestovaním bol na určitý okamih ohrozený, keď ju astronauti niekoľkokrát preliali. Teraz astronautom takzvaná vesmírna kvetina spríjemňuje prostredie a pozitívne vplýva aj na ich psychiku.
Slovenský prínos k výskumu
Slovenská organizácia pre vesmírne aktivity (SOSA) sa aktívne zapája do výskumu a vzdelávania v oblasti kozmických technológií. Chce zriadiť niekoľko kozmických inkubátorov, teda študentských laboratórií, v spolupráci s Fakultou elektrotechniky a informatiky (FEI) Slovenskej technickej univerzity (STU) v Bratislave a Leteckou fakultou Technickej univerzity v Košiciach (LF TUKE.
Filtrácia vody na Marse | Tím JOE | Misia Mars 3
Poľnohospodárstvo vo vesmíre už dnes nevidíme len vo filmoch. Vďaka najmodernejším technológiám by sa vesmír mohol čoskoro stať o niečo zelenším. Dr. Gioia Massa, vedkyňa z NASA, je v súčasnosti považovaná za priekopníčku vesmírneho poľnohospodárstva. Okrem nedávnych úspechov v pestovaní zeleniny prostredníctvom systému "Veggi" na Medzinárodnej vesmírnej stanici ISS Massa jej výskumný tím nedávno získal najnovšie poznatky, ktoré posúvajú pestovanie šalátu na povrchu Marsu o krok bližšie k ľudstvu.