Astronavti bodo morali gojiti pridelke v neživem, mineralno bogatem prahu, ki mu primanjkuje organskih snovi in hranil, ki jih rastline potrebujejo za preživetje, poroča earth.com. Raziskovalci na Univerzi Texas A&M (TAMU) namreč poročajo, da bi lahko nenavaden vir pomagal rešiti to težavo: reciklirani človeški odpadki.
V laboratorijskih poskusih so prečiščene odplake iz prahu, podobnega Luni in Marsu, izvlekle esencialna hranila, s čimer so neplodna mineralna zrna kemično spremenile v potencialni vir gnojil za prihodnje vesoljsko kmetijstvo. Ugotovitve kažejo, da bi se lahko prihodnji vesoljski habitati zanašali na tesno zaprte sisteme recikliranja, kjer odpadna voda ne le neposredno napaja rastline, temveč tudi sprošča hranila, ujeta v nezemeljski zemlji.
Raziskava ne obravnava odpadkov kot nečesa, kar je treba zavreči, temveč kaže na prihodnost, v kateri bodo postali temelj trajnostnega kmetijstva zunaj Zemlje.
Laboratorijska tla niso Mars
Namesto da bi poustvarili prava lunarna ali marsovska tla, so se poskusi zanašali na umetno izdelane nadomestke, zasnovane tako, da so se približali njihovi mineralni kemiji. Lunini testi so se opirali na Nasin JSC-1A, vulkanski pepel, ki je bil zasnovan tako, da spominja na lunin regolit, bogat z bazaltom. Marsovski testi so uporabili MGS-1, mešanico mineralov, modelirano na podlagi podatkov roverja iz kraterja Gale, vendar brez celotne kemične kompleksnosti marsovskih tal.
»Z izpostavljanjem simulacijskih tal z Lune in Marsa organskim odpadnim tokom se je pokazalo, da je mogoče iz površinskih mineralov pridobiti veliko bistvenih rastlinskih hranil,« je dejal soavtor študije Harrison Coker z oddelka za tla in poljščine TAMU.
Odpadna voda hrani vesoljsko kmetijstvo
Nasin organski procesorski sklop je razgradil simulirane človeške odpadke in proizvedel filtrirano tekočino, ki je podpirala rast pak choija. V rezervoarjih bioreaktorja so mikrobi prebavili trdne snovi in jih pretvorili v raztopljena hranila in soli.
Kljub temu je reciklirani odpadni vodi manjkalo nekaj mineralov, ki jih rastline potrebujejo. Ko so jo raziskovalci zmešali s prahom, podobnim Luni in Marsu, se je kemija spremenila. Ko se je obdelana tekočina vpila v mineralna zrna, je v raztopino potegnila žveplo, kalcij in magnezij – hranila, na katera se pridelki zanašajo vsak dan.
Minerali so se raztopili in sprostili dodatne soli, mešanica pa je izvlekla tudi sledove kovin, ki lahko rastlinam pomagajo ali škodujejo, odvisno od njihove ravni.
Površinske spremembe spreminjajo hranila
Pod mikroskopom se je v prahu, podobnem Luni, razvile drobne jamice, medtem ko se je v prahu, podobnem Marsu, nabrala plast ultrafinih delcev. Znanstveniki ta proces imenujejo preperevanje – kemična in fizikalna obraba, ki postopoma razbija minerale na bolj gladke koščke.
Ta površinska sprememba bi lahko imela praktične koristi. Ostrejša zrna lahko opraskajo opremo in dražijo pljuča, zato bi zaobljenje njihovih robov lahko omogočilo varnejše rokovanje s prahom v habitatih in lažje delo pri sajenju poljščin.
Ravnanje z odpadki na Marsu
V študiji, ki je objavljena v reviji ACS Earth and Space Chemistry, se Mars ni odzval kot Luna. Ko se je prečiščena odpadna voda srečala z Marsovim simulatorjem prahu, so se minerali raztopili bolj agresivno in tekočina je hitro postala bolj slana. Vse topne soli v Marsovi mešanici so se potopile v vodo, spremenile kemijo in skupaj z drugimi raztopljenimi elementi zvišale raven natrija. Posebna mineralna sestava planeta je oblikovala, katere kovine so se pojavile in kako močno so se premikale.
Ta razlika je pomembna, so poudarili raziskovalci. Izpostavili so, da medtem ko nekatera raztopljena hranila lahko pomagajo pri rasti rastlin, lahko preveč soli obremeni korenine, omeji vnos vode in zmanjša pridelek.