NASA vypracovala plány na vyslání lidí na Mars v roce 2030, ale nečekejte, že tito návštěvníci Rudé planety budou skalnatou sféru osazovat čerstvými produkty tak, jak to dělá astronaut a botanik Mark Watney ve filmu Marťan.“
(Pozor, spoiler) Když Watney (hraje ho Matt Damon) ve filmu uvízne na Marsu, pěstuje ve skleníku brambory z marťanské půdy a vlastního „metabolického odpadu“. A funguje to: Přestože je film Marťan, který vstoupil do kin minulý pátek (2. října), poměrně realistický, pěstování potravin na Marsu by se na filmovém plátně neodehrálo přesně podle popisu. A podle Paula Sokoloffa, botanika z Kanadského přírodovědného muzea, by trvalo stovky let, než by bylo možné na Rudé planetě hospodařit bez ochranných skleníků.
Problémy marťanského zemědělství
Marťanská půda postrádá živiny, které se nacházejí v pozemské půdě, a je také jemná, což znamená, že by jí voda pravděpodobně prosakovala mnohem rychleji než na Zemi. Použití lidských výkalů nebo jiných hnojiv by mohlo rychle dodat živiny, například dusík, a mohlo by také změnit strukturu půdy, takže by se v ní déle držela voda, řekl Sokoloff, který byl loni členem posádky na výzkumné stanici Mars Desert Research Station v Hanksville v Utahu. pozemská půda získává dusík z atmosféry, ačkoli atmosférický dusík je ve formě, kterou rostliny nemohou snadno využít. Aby se dusík přeměnil na lepší „potravu“ pro rostliny, „fixují“ ho bakterie.
„Na Zemi je spousta dusíku v naší půdě fixována bakteriemi, které sídlí v kořenech různých rostlin, například luštěnin,“ řekl Sokoloff v rozhovoru pro Live Science. „Z dlouhodobého hlediska by to chtělo nějaký způsob, jak tam dusík do půdy fixovat.“
Marťanská půda je také zatížena nepříjemnými chemikáliemi zvanými perchloráty, které by bylo nutné chemicky odstranit, aby tam rostliny mohly růst, řekl Sokoloff.
A pak je tu ještě gravitace. Mars má asi třetinovou gravitaci oproti Zemi. Ačkoli experimenty ukázaly, že některé rostliny mohou relativně normálně růst v mikrogravitaci na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS), ve skutečnosti neexistuje způsob, jak napodobit „gravitační světlo“ Rudé planety.
„Rostliny používají gravitaci jako způsob orientace, takže některé druhy rostlin mohou, ale nemusí být zmatené,“ řekl Sokoloff.
Například semenáčky vrby vynesené na ISS rostly pokrouceně, protože v mikrogravitaci se u nich nikdy nevyvinula orientační „osa kořen-výhonek“, řekl Sokoloff.
Studie z roku 2014 v časopise PLOS ONE ukázala, že rajčata, pšenice, řeřicha a listy hořčice rostly obzvlášť dobře, a dokonce kvetly a produkovaly semena, v simulované marťanské půdě po dobu 50 dnů, a to bez jakýchkoli hnojiv. Ve skutečnosti tyto odolné rostliny rostly v marťanské půdě neboli „regolitu“ dokonce lépe než v říční půdě chudé na živiny ze Země.
Aby vědci určili, jaké složky potravin skutečně dopravit na Mars, musí vyvážit kompromisy mezi nutriční hustotou plodin, zdroji potřebnými k jejich pěstování a dobou klíčení. Vědci sice na ISS demonstrativně pěstují hlávkový salát, ale „člověk nemůže žít jen z hlávkového salátu“, řekl Sokoloff.
Naopak lidé navrhují jako lepší marťanské občerstvení plodiny, jako jsou ředkvičky a jahody, řekl. (Počtáři zjistili, že pro počáteční krátkodobé návštěvy by ve skutečnosti bylo zapotřebí méně paliva, kdyby se prostě poslaly hotové potraviny, a ne suroviny pro zemědělství, řekl Sokoloff.“
Simulování marťanských podmínek
Než se projekt marťanského zemědělství rozběhne, museli by lidé vědět mnohem více o tom, jak budou rostliny růst. To je jeden z důvodů simulací marťanského prostředí, například na stanici Mars Desert Research Station.
Vědci tam v simulované marťanské půdě pěstují vše od původních pouštních rostlin až po ječmen a chmel. Půda nazvaná Johnson Space Center Simulant I se vyrábí z pozemských hornin a zeminy na základě vzorků marťanské půdy z přistávacích modulů Viking ze 70. let minulého století.
Vědci z kanadské University of Guelph pěstují rostliny v nízkotlakých neboli hypobarických komorách, které napodobují řídkou atmosféru Marsu. Tým vystavuje rostliny řadě drsných podmínek – včetně různých úrovní oxidu uhličitého, tlaku, tepla, světla, výživy a vlhkosti – aby zjistil, které rostliny jsou dostatečně odolné, aby přežily marťanské podmínky mimo uzavřený skleník s kontrolovaným vzduchem, píše The Star peported.
Zelenáme Rudou planetu?“
Pěstování rostlin venku v marťanském živlu, a ne ve skleníku s řízenou teplotou a vzduchem, by bylo mnohem náročnější, řekl Sokoloff.
„Někteří lidé říkali, že bychom měli Mars udělat podobnější Zemi,“ řekl Sokoloff. „To není něco, co by se mělo brát na lehkou váhu. Určitě je to v oblasti science fiction.“
A i kdyby se lidé rozhodli, že je eticky přijatelné „terraformovat“ Mars, trvalo by stovky let, než by se řídkou marsovskou atmosféru podařilo přeměnit na kolébku života bohatou na kyslík.
Pro vybudování této atmosféry by průzkumníci museli osít marťanskou půdu plnou kyslík produkujících sinic, lišejníků a mikrobů a trvalo by stovky let, než by vyprodukovaly dostatek kyslíku a dusíku pro atmosféru. To stále není tak špatné, uvážíme-li, že stabilizace hladiny kyslíku na Zemi trvala stovky milionů let. (Lidé by mezitím mohli sinice jíst, ačkoli tyto drobné organismy nejsou známé svou chutí, řekl Sokoloff.)
Když by mikrobi byli zaměstnáni vytvářením atmosféry, sluneční vítr by tuto atmosféru neustále rozfoukával, protože Mars nemá magnetosféru (magnetické pole, které by planetu chránilo před slunečním zářením), řekl.
I kdyby se lidem podařilo přijít na to, jak vytvářet atmosféru rychleji, než se rozptyluje, marťanské zimy mohou mít až na kost mrazivých minus 207 stupňů Fahrenheita (minus 133 stupňů Celsia). Je možné, že by lidé dokázali přizpůsobit atmosféru se skleníkovými plyny, které zachycují teplo, ale Mars je prostě dál od Slunce než Země, takže by tam pravděpodobně stále bylo chladněji než na naší planetě v průměru, řekl Sokoloff.
Sledujte Tia Ghose na Twitterua Google+. Sledujte Live Science @livescience, Facebook & Google+. Původní článek na Live Science.