Учени успяха да отгледат нахут в лунна „почва“, което е важна стъпка към бъдещото отглеждане на храна на Луната и създаването на устойчиви космически бази. Експериментът с отглеждане на нахут в лунен реголит показва, че с помощта на земни червеи и гъби растения могат да се развиват дори в изключително неблагоприятната среда на лунната почва. Резултатите от изследването бяха публикувани в научното списание Scientific Reports и бяха цитирани от международните агенции АФП и Ройтерс.
Отглеждането на храна на Луната е сред най-големите предизвикателства пред бъдещите лунни мисии и дългосрочното присъствие на хора извън Земята. Плановете за изграждане на постоянни и автономни бази на естествения спътник на Земята изискват решения на ключови проблеми като производство на кислород, осигуряване на вода и създаване на устойчива система за производство на храна. Именно затова учените активно изследват възможностите за космическо земеделие и за отглеждане на растения в лунна почва.
Лунният реголит – прахообразният слой от скали, прах и минерални отломки, който покрива повърхността на Луната – се смята за изключително трудна среда за растителен живот. Макар че съдържа важни хранителни елементи като фосфор, калий и желязо, лунната почва включва и токсични тежки метали като алуминий и цинк. Освен това реголитът не съдържа органични вещества и микроорганизми, които са жизненоважни за развитието на растенията, и не задържа ефективно вода.
„Как можем да превърнем този реголит в почва? Какви естествени механизми могат да предизвикат подобна трансформация?“ пита астробиологът Сара Сантос от University of Texas at Austin, която ръководи проекта за отглеждане на растения в лунни условия.
Сантос и нейният научен екип за първи път успяват да отгледат нахут от сорта „Майлс“ в лабораторно създадена лунна почва. За експеримента учените са възпроизвели химичния състав на реални проби от лунен реголит, донесени на Земята от астронавтите по време на историческите мисии на Apollo program преди повече от половин век.
За да подобрят условията за растеж на растенията, изследователите са добавили към лунната почва вермикомпост в различни пропорции. Този вид компост, богат на хранителни вещества и минерали, се произвежда от торни червеи Eisenia fetida, които преработват органични отпадъци. В условията на бъдещи космически мисии подобни отпадъци могат да включват хранителни остатъци, памучни тъкани или хигиенни материали – ресурси, които иначе биха били изхвърлени.
Част от растенията нахут са били покрити и с арбускуларни микоризни гъби – широко разпространени на Земята микроорганизми, които образуват симбиотична връзка с растенията. Тези гъби подобряват усвояването на вода и хранителни вещества от корените, като същевременно ограничават абсорбирането на токсични тежки метали. Освен това нишките на гъбите свързват почвените частици и по този начин стабилизират структурата на субстрата.
Резултатите от експеримента показват, че само растенията нахут, отгледани в почва, обогатена едновременно с вермикомпост и гъби, са успели да произведат зърна. Макар че растежът им е бил по-бавен и добивът по-нисък в сравнение с нахута, отглеждан в стандартен търговски почвен субстрат, резултатите все пак се оказват впечатляващи. В смесите, съдържащи 25 или 50 процента вермикомпост, теглото на събраните зърна е било сравнимо с това на растенията от контролната група.
За разлика от тях семената, засадени в изцяло възпроизведена лунна почва без допълнителни подобрения, не са успели да образуват цветове и семена и са загинали преждевременно.
Изследователите установяват също, че използваните гъби могат успешно да оцелеят и да колонизират лунния субстрат. Това означава, че в реални лунни условия би могло да бъде достатъчно еднократно въвеждане на тези микроорганизми, за да се създаде устойчива почвена екосистема.
Въпреки обещаващите резултати учените подчертават, че пред космическото земеделие все още стоят редица предизвикателства. Необходимо е да се оптимизира подготовката на лунния реголит, както и да се намалят признаците на стрес при растенията, като недостиг на хлорофил и забавен растеж, наблюдавани при всички експериментални култури. Освен това предстои да бъдат изследвани дългосрочните взаимодействия между почвата, микробите и растенията в условията на лунна гравитация.
Друг важен въпрос е дали отгледаният по този начин нахут е безопасен за консумация. „Колко здрави са тези растения? Съдържат ли необходимите хранителни вещества за астронавтите?“ пита съавторката на изследването Джесика Аткин.
Според Аткин нахутът е особено подходящ кандидат за космическо земеделие, тъй като е богат на протеини и важни хранителни вещества. Все още обаче не е ясно какъв е вкусът на този нахут, отгледан в лунна почва. „В момента растенията се изследват за натрупване на метали, затова все още не сме ги опитвали“, допълва тя.
Възможността за производство на храна директно на Луната се счита за ключова за бъдещите лунни мисии. Транспортирането на цялото необходимо количество храна от Земята би било изключително скъпо и логистично трудно. Затова разработването на устойчиви системи за отглеждане на растения на Луната и в космоса е от решаващо значение за дългосрочното присъствие на хора извън нашата планета.
„Ако искаме да установим трайно присъствие на Луната или на Марс, ще трябва да се научим да отглеждаме храна на място, защото доставките със космически кораби няма да бъдат устойчиво решение“, подчертава Джесика Аткин.
По време на експериментите учените дори са създавали специална атмосфера в лабораторията. Аткин е пускала песни на лунна тематика, включително Bad Moon Rising на Creedence Clearwater Revival, за да „насърчи“ растенията. Тя също така е поставила снимка на нахут, растящ на Луната, като символична мотивация за екипа.
Междувременно световните космически сили ускоряват плановете си за нови мисии до Луната. Както Съединените щати, така и Китай подготвят изпращането на астронавти на лунната повърхност през следващите години с цел изграждане на дългосрочни научни и изследователски бази на естествения спътник на Земята.
