Исследовательская группа из Центра прикладных космических технологий и микрогравитации (ZARM), кафедры инженерии экологических процессов (UVT) Университета Бремена и Немецкого аэрокосмического центра (DLR) достигла значительного прогресса в направлении самодостаточной миссии на Марс: удобрение, которое может производиться исключительно из марсианских ресурсов.
Полезные свойства цианобактерий
Удобрение базируется на цианобактериях, также известных как сине-зеленые водоросли. Они обладают рядом свойств, которые делают их особенно пригодными для использования на Красной планете: они могут использовать углекислый газ из атмосферы Марса, производить кислород и извлекать важные питательные вещества непосредственно из марсианской пыли.
Цианобактерии выращивали с искусственно созданными марсианскими ресурсами, включая искусственно изготовленный реголит, имитирующий марсианскую пыль. Затем цианобактерии превращают в питательный ферментационный продукт. Это делают микробы в анаэробном ферментационном процессе без кислорода и используя только материалы, которые потенциально доступны на месте.
Создание удобрений в марсианских условиях
В исследовании, опубликованном в Journal of Chemical Engineering, ученые выясняли, как оптимизировать процесс ферментации. Нагревание биомассы перед обработкой приводило к более быстрому разложению, тогда как рабочая температура 35 °C оказалась идеальной для процесса ферментации.
Более того, было определено соотношение между количеством использованной биомассы и выходом аммония. Это важно, поскольку позволяет понять, сколько цианобактериальной биомассы необходимо добавить, чтобы получить нужную концентрацию аммония в удобрении. В качестве основного источника минеральных питательных веществ использовался имитатор марсианской пыли (MGS-1), что показывает, что ферментацию можно проводить с использованием местных ресурсов.
Полученное удобрение использовали для выращивания водяного ореха (Lemna sp.), быстрорастущего пресноводного растения, богатого белком, употребляемым в пищу в Юго-Восточной Азии на протяжении веков. Особо стоит отметить: всего из одного грамма сухих цианобактерий получено 27 граммов свежей, пригодной для потребления растительной массы.
Перспективы будущих миссий на Марс
«Можно представить овощной сад на Марсе, полностью работающий за счет местных ресурсов — без привоза почвы, удобрений или воды, — объясняет Тиаго Рамальо из университета Бремена. — Эта самодостаточность важна, чтобы будущие марсианские поселения были максимально устойчивы».
Род Lemna обладает огромным потенциалом не только для космических миссий. Эти растения быстро растут, содержат много питательных веществ, легко культивируются и полностью пригодны к употреблению. Они уже одобрены в качестве пищевого продукта в ЕС и рассматриваются как один из кандидатов на роль экологически устойчивого суперпродукта будущего — как на Земле, так и в космосе.
Кроме производства продуктов питания система предлагает еще одно преимущество: процесс производит метан, который можно использовать как источник энергии.
Исследование показывает, что растения можно выращивать из природных ресурсов Марса, используя микроорганизмы в качестве промежуточного звена. Это, в свою очередь, может стать основой для устойчивого производства продовольствия в будущих марсианских миссиях.
По материалам phys.org
