Миссия выполнима. Какие организмы смогут выжить в марсианских условиях

МОСКВА, 3 мар — РИА Новости, Альфия Еникеева. В Международной координационной группе по исследованию космического пространства, объединяющей более 20 национальных космических агентств, считают, что в следующем десятилетии пилотируемые миссии на Марс станут реальностью. И хотя сроки освоения Красной планеты, скорее всего, сместятся, в этом веке человек все же ступит на ее поверхность. Главная проблема, с которой там столкнутся люди, — нехватка продовольствия и расходных материалов. Однако, как показывают недавние эксперименты, марсианский грунт вполне пригоден для некоторых земных организмов. Именно их стоит иметь в виду, разрабатывая возобновляемые биологические системы для Марса.

Почти в марсианских условиях

В середине февраля немецкие ученые сообщили, что им удалось вырастить сине-зеленые бактерии рода Anabaena в условиях, приближенных к марсианским. В специальном биореакторе поддерживали низкое давление газовой смеси из азота (96%) и углекислого газа (четыре процента). Микроорганизмы, помещенные в почву, имитирующую ту, что на Красной планете, не только выжили в этой атмосфере, но и начали размножаться.

Как объясняют авторы работы, цианобактерии извлекали углерод из углекислого газа. Нужной им для жизни воды на планете хватает (в виде льда), как и фосфора, серы, калия и других химических элементов. Все это есть в реголите — марсианском грунте.

Единственное — давление было все же выше: 100 гектопаскалей. На Марсе — шесть-одиннадцать, этого для бактерий мало. Кроме того, не исключено, что в атмосфере может оказаться недостаточно молекулярного азота, тоже необходимого для роста и размножения цианобактерий.

CC BY 4.0 / 2021 Verseux, Heinicke, Ramalho, Determann, Duckhorn, Smagin and Avila /

Принцип работы систем жизнеобеспечения, построенных на основе жизнедеятельности цианобактерий на Марсе

По биомассе колония "марсианских бактерий" не отличалась от выращенной в земных условиях. Но у "марсиан" соседние гетероцисты находились ближе друг к другу, а растворимых белков было меньше на четыре процента. Это может сказаться на питательных свойствах цианобактерий, что важно, если применять их в качестве питательного субстрата.

С другой стороны, кишечная палочка E. coli выросла так же хорошо, как и в обычной среде. Значит, сине-зеленые бактерии вполне годятся для культивирования на Марсе организмов, не способных к фотосинтезу, — в частности, гетеротрофных растений.

CC BY 4.0 / 2021 Verseux, Heinicke, Ramalho, Determann, Duckhorn, Smagin and Avila /

Биореактор, сконструированный немецкими учеными, состоял из девяти сосудов. В каждом из них контролировались давление, температура, подсветка, состав газовой смеси и скорость перемешивания. Таким образом в них воссоздавались марсианские условия. На рисунке слева (А) изображен сам биореактор, справа (В) — отдельная ячейка биореактора с сосудом для культивирования цианобактерий

Нивы Красной планеты

В 2014 году ученые Вагенингенского университета (Нидерланды) посадили семена 14 видов растений в грунт, напоминающий марсианский. Его приготовили из привезенных с Гавайев вулканических пород. Спустя 50 дней в большинстве горшков появились ростки, а в некоторых — цветки и даже плоды.

Это были шпинат, помидоры, горох, рожь, редис, киноа, кресс-салат, руккола, зеленый лук и лук-порей. Причем никакой разницы между "марсианскими" и обычными сельхозкультурами не заметили.

Тем не менее пробовать "марсианский" урожай исследователи не рискнули. Помимо фосфора и столь необходимого растениям азота, в почве содержались тяжелые металлы — свинец, мышьяк, ртуть и железо. Обычно они накапливаются в съедобной части растений и делают их ядовитыми.

In my window sill at work the garden cress is starting on the Mars and moon simulant, but not yet on the earth control soil. Longer daylight is provoking the plants to flower. it is spring time on Mars

Опубликовано Food for mars and moon Четверг, 17 марта 2016 г.

Некоторое время спустя ученые повторили эксперимент — засеяли этими же культурами "лунную" и "марсианскую" почвы (тоже с Гавайев). Результаты почти полностью повторились. Только шпинат в этот раз отказался расти. Но "лунный грунт" принес значительно меньше биомассы.

А некоторые "марсианские" растения даже дали семена — в частности, редис, рожь и кресс-салат. Авторы эксперимента утверждали, что их можно засеять.

CC BY 4.0 / 2019 G.W.W. Wamelink et al., published by De Gruyter /

Слева — растения, культивируемые нидерландскими учеными в земном, "марсианском" и "лунном" грунте. Справа — график, показывающий общее количество биомассы, выросшей на земной, "марсианской" и "лунной" почве

Картофельный рай

Параллельно экспериментировали в Международном центре картофеля (CIP) в Перу — совместно со специалистами аэрокосмического агентства NASA. Правда, задачу усложнили — к реголиту добавили "марсианскую" атмосферу.

На специальную платформу поместили камеру с реголитом — его роль играл грунт из пустыни Пампа де ла Хойя, одного из самых засушливых мест на Земле. Создали практически марсианские условия — температура, давление, углекислый газ.

Затем в грунт — о его химическом составе ничего не сообщалось — поместили клубни картофеля. Несколько недель почву поливали особым раствором с питательными веществами. Картофель пророс и зацвел. Авторы исследования утверждали, что были даже клубни, однако можно ли их употреблять в пищу, не уточнили.

Как бы то ни было, эксперимент показал, что при правильном подходе на Марсе можно вырастить картофель. Поэтому вполне вероятно, что в будущем основой рациона колонистов послужат блюда из картошки.