Kiekvienas, prisimenantis romaną ar jo ekranizaciją „Marsietis“, žino: užauginti ką nors Marse būtų milžiniškas iššūkis. Vis dėlto atskyrus fantastiką nuo mokslo, tyrėjai žengė svarbų žingsnį, galintį padidinti tikimybę, kad ateityje marso žemdirbystė taps realesnė.
Iš šalies Marso ūkininkavimas gali atrodyti paprastas: pasiimi sėklų, pastatai šiltnamį ir lauki, kol kas nors sudygs. Tačiau realiose diskusijose apie Raudonosios planetos kolonizaciją didžiausia problema dažnai nėra pačios augalų sėklos. Kur kas sudėtingiau sukurti visą gyvybės apytakos sistemą ten, kur nėra įprasto dirvožemio, lengvai prieinamų trąšų ir galimybės nuolat patogiai atsivežti viską iš Žemės.
Todėl naujas Brėmeno mokslininkų tyrimas įdomus ne tuo, kad „augalas pasodintas į Marso smėlį ir kažkaip išgyveno“. Esmė – bandymas sukurti biologinį aplinkkelį: sistemą, kuri pirmiausia pasitelkia mikroorganizmus vietiniams ištekliams apdoroti, o tik tada šį rezultatą paverčia naudingu augalų auginimui.
Auginti augalus Marse sudėtinga, bet ne neįmanoma
Marsą gaubia atmosfera, kurioje dominuoja anglies dioksidas – pagal NASA duomenis, jis sudaro apie 95,9 proc. jos tūrio. Tuo metu Marso regolite (paviršiaus grunte) yra dalis reikalingų mineralų, tačiau tai dar nereiškia, kad jis tinka žemdirbystei.
Tyrėjai primena kelias esmines kliūtis: žema maistinių medžiagų biologinė prieiga, šarminis pH, galimai toksiški junginiai (pavyzdžiui, perchloratai) ir itin smulki struktūra. Kitaip tariant, „Marso dulkės“ nėra paruoštas dirvožemis – tai žaliava, kurią dar reikia paversti tinkama augalams.
Čia į procesą įtraukiamos melsvabakterės (sinicės). Jos turi atlikti patį sunkiausią pradinį darbą: panaudoti anglies dioksidą, gaminti deguonį ir iš regolito „ištraukti“ dalį reikalingų medžiagų. Šiame metode augalai iš karto neauginami Marso dulkėse – pirmiausia auginama sinicių biomasė, naudojant išteklius, kuriuos teoriškai būtų galima gauti arba atkurti vietoje.
Vėliau ši biomasė anaerobinės fermentacijos būdu paverčiama trąšomis, skirtomis hidroponiniams (be dirvožemio) augalams. Šis tarpinis etapas yra kritinis: jis leidžia „negyvą“ mineralinę aplinką ir laboratorijoje išaugintą biomasę paversti augalams prieinama forma.
Tyrimas daugiausia dėmesio skyrė būtent šiam tarpiniam etapui – mokslininkai analizavo, kaip rezultatą veikia biomasės paruošimas, darbo temperatūra ir substrato koncentracija. Galiausiai iš 1 gramo sausos sinicių masės buvo gauta 27 gramai šviežios, valgomos vandens lęšio (Lemna genties) biomasės.
Tai svarbus įrodymas, kad visa grandinė iš tiesų veikė: nuo mikroorganizmų, per fermentaciją, iki realiai užauginto valgomo augalo. Kitaip tariant, procesas neapsiribojo vien „chemija mėgintuvėlyje“ – jis pasiekė praktišką, apčiuopiamą rezultatą.
Vis dėlto pasirinktas augalas – vandens lęšis – nėra pomidoras, bulvė ar kviečiai. Tai greitai augantis organizmas, patogus eksperimentams ir seniai svarstomas kaip didelio našumo maisto sistemų kandidatas. Dėl to rezultatas yra vertingas moksliškai, tačiau jo nereikėtų automatiškai laikyti galutiniu atsakymu į klausimą, kaip atrodys pilnavertė Marso žemdirbystė.
Įdomiausia gali būti ne pats maistas, o visa sistema šalia jo
Anaerobinės fermentacijos metu susidarė ir metanas. Marso sąlygomis tai galėtų tapti papildomu energijos nešikliu arba platesnės išteklių valdymo sistemos dalimi.
Būtent čia ir atsiskleidžia didžiausia tokio darbo vertė: Marso kolonija neveiks dėl vieno stebuklingo išradimo. Greičiau ją palaikys daugybė tarpusavyje sujungtų, galbūt ne itin įspūdingai atrodančių sprendimų, kurie kartu uždarys medžiagų apytakos ratą. Sinicės gali surišti anglį ir gaminti deguonį, fermentacija – sugrąžinti maistines medžiagas ir pagaminti metaną, o hidroponika – paversti tai valgoma biomase.
Tačiau entuziazmą verta dozuoti. Tyrimas rėmėsi regolito simuliantu MGS-1, kontroliuojamomis laboratorinėmis sąlygomis ir vieno specifinio augalo hidroponiniu auginimu. Inkubacija 35 °C temperatūroje, darbas laboratorinėje įrangoje ir kruopščiai parengtos fermentacijos sąlygos – tai dar toli nuo sistemos, kuri realybėje turėtų veikti Marso šaltyje, esant žemam slėgiui, veikiant radiacijai ir sprendžiant sudėtingą gyvenamojo modulio logistiką.
Šį rezultatą tiksliausia vertinti kaip gerai suprojektuotą didesnės dėlionės dalį – kryptingą demonstraciją, kaip vietiniai ištekliai teoriškai galėtų būti įtraukti į ateities gyvybės palaikymo ir maisto gamybos sistemas Marse.
