Stasiun penelitian di Gurun San Rafael (Utah, AS) telah mensimulasikan kemungkinan astronot yang tinggal di Mars untuk waktu yang lama. Area di sekitar stasiun dianggap sebagai analog geologis dari gurun di permukaan Mars. Tim peneliti berubah di sana setiap dua minggu. Para peneliti tinggal di modul khusus, hanya meninggalkan pakaian antariksa, dan makan makanan yang ditanam di rumah kaca setempat.
Mempersiapkan dan Bepergian ke Mars
Mars bukanlah tempat terbaik untuk kehidupan manusia akhir -akhir ini. Namun, agen ruang angkasa di banyak negara bekerja tanpa lelah untuk mempersiapkan kondisi bagi para astronot untuk hidup untuk mengirim mereka ke planet merah di masa depan. Perjalanan di sana akan memakan waktu tujuh hingga sepuluh bulan. Tetapi penerbangan seperti itu dapat dilakukan hanya sekali setiap dua tahun, sehingga para penjajah harus menyediakan makanan.
Tentu saja, pada awalnya, makanan yang ditanam di Mars akan menjadi bagian yang sangat kecil dari diet astronot, karena sebagian besar makanan masih akan dibawa dari Bumi. Untuk membuat koloni di luar planet kita, perlu untuk mengatur ekosistem yang dipikirkan dengan baik dengan satu set tumbuhan dan hewan yang dapat melakukan sejumlah besar fungsi vital bagi manusia.
Seperti apa tanah di Mars?
Karena kurangnya nutrisi di tanah dan salinitas air yang tinggi, menanam tanaman pangan di Mars tidak mungkin. Oleh karena itu, untuk misi jangka panjang, penting untuk mengembangkan strategi untuk memperkaya dengan nutrisi dan penghancuran air. Sejumlah penelitian telah menunjukkan bahwa lapisan atas permukaan Mars mengandung sejumlah besar perklorat (garam asam klorat) dan bahan kimia potensial beracun lainnya yang sangat berbahaya bagi semua tanaman terestrial. Lingkungan di Mars tandus, kering, dan terus -menerus dibombardir oleh radiasi, dan atmosfer tipisnya buruk dalam nitrogen. Oleh karena itu, terraforming planet ini melibatkan restrukturisasi lengkap atmosfer dan permukaannya, tetapi ini adalah proses yang sangat sulit dan memakan waktu. Gagasan moderat menyarankan membuat pertanian rumah kaca.
Menanam tanaman di tanah Mars
Di Iowa State University (AS), mereka dapat menumbuhkan lobak, lobak, dan selada di tanah yang hampir “Mars” di laboratorium. Meskipun tanaman ini tidak memerlukan sejumlah besar kelembaban, mereka masih perlu disiram, dan dengan air tawar. Untuk menghargai air, para ilmuwan menggunakan bakteri laut khusus dan kemudian menyaringnya melalui batuan vulkanik. Untuk percobaan yang tumbuh tanaman, mereka menggunakan batu yang meletus oleh gunung berapi Bumi, karena tanah di Mars sebagian besar merupakan produk dari vulkanisme kuno. Pertama, para peneliti menumbuhkan alfalfa pada substrat yang sangat mirip dengan regolith Mars. Kemudian dihancurkan dan diproses menjadi pupuk. Akhirnya, lobak, lobak, dan selada tumbuh di tanah “Mars” ini.
Tiga varietas beras – satu liar dan dua diedit secara genetik untuk merespons kekeringan, kelaparan gula, dan salinitas – juga ditanam dalam imitasi yang sama dari “tanah hitam” Mars. Kentang, salah satu keunggulannya adalah kemampuan genetik untuk beradaptasi dengan kondisi ekstrem, juga mampu tumbuh di lingkungan yang kering dan asin ini.
Eksperimen ini telah menunjukkan bahwa tiga gram perklorat per kilogram tanah adalah ambang batas di mana tidak ada yang akan tumbuh. Namun, varietas padi yang dimodifikasi dapat berakar jika tanah mengandung hingga satu gram perklorat per kilogram. Dalam beberapa tahun terakhir, tomat, wortel, dan kacang hijau juga telah dipanen di bawah kondisi buatan yang sama. Jamur juga dapat ditanam di sana dengan cukup sukses.
Legum, kaya protein dan serat, dapat membentuk sebagian besar dari diet Mars. Bahkan beberapa serangga dengan kandungan protein tinggi dapat ditambahkan ke diet astronot. Dan tanaman seperti selada, selada air, tomat, wortel, dan gandum adalah jenis komponen makanan yang tumbuh dengan baik di tanah Mars, mirip dengan bumi, asalkan ada air. Jadi, jika petani di Mars berhasil melindungi diri dari suhu rendah dan radiasi, masalah terbesar yang akan mereka hadapi adalah garam perklorat.
Para peneliti Belanda menanam selada air, arugula, tomat, lobak, gandum hitam, quinoa, daun bawang, bayam, kacang polong, dan daun bawang di tanah “alien” yang sama. Tanaman serupa ditanam di tanah biasa dan bersahaja untuk dikendalikan. Sembilan dari sepuluh tanaman (kecuali bayam) tumbuh dengan baik di tanah model dan menghasilkan bagian yang dapat dimakan. Biji tiga tanaman (selada air, gandum, dan lobak) juga berhasil diuji perkecambahan. Jumlah biomassa pada tanah Mars yang disimulasikan sebanding dengan biomassa yang dihasilkan oleh tanah bumi. Sampel simulasi untuk percobaan di Belanda disediakan oleh NASA. Substrat model ini diperkaya dengan aditif organik dari tanah yang telah digunakan untuk menanam tanaman. Secara umum, penelitian ini mengkonfirmasi gagasan bahwa akan mungkin tidak hanya menanam makanan di Mars untuk memberi makan pemukim di masa depan, tetapi juga untuk mendapatkan benih yang layak.
Dan bagaimana menumbuhkan sesuatu di sana?
Di dekat khatulistiwa Mars, itu bisa menjadi cukup hangat di siang hari untuk menempatkan rumah kaca. Tetapi mereka perlu diisolasi dan dipanaskan untuk mengimbangi penurunan suhu di malam hari. Selain itu, tanaman membutuhkan suasana yang lebih padat daripada yang tersedia saat ini di Mars. Dipercayai bahwa mereka dapat tumbuh di lingkungan dengan tekanan 0,1 bar (10% dari tekanan di permukaan bumi). Sampel permukaan yang diperiksa oleh Landers menunjukkan bahwa regolith Mars dapat digunakan untuk membuat tanah yang baik. Namun, mungkin terlalu asam atau alkali, jadi itu harus ditingkatkan dengan menambahkan nutrisi.
Menurut hasil Tantangan Ide Besar 2019, NASA telah memilih jenis rumah kaca terbaik untuk Planet Merah. Siswa Dartmouth College menang dengan proyek mereka di rumah kaca kubah. Tercatat bahwa struktur hidroponik dapat membantu para astronot menanam makanan di permukaan Mars. Hingga delapan tanaman pangan dapat ditanam dalam sistem rotasi. Ini mampu menyediakan 3100 kalori setiap hari untuk empat astronot selama 600 hari di Mars. Diusulkan untuk menanam kedelai, kubis, ubi jalar, brokoli, kentang, gandum, stroberi, dan chufa. Larutan nutrisi akan mengalir dari reservoir besar di bawah pengaruh gravitasi ke dalam sistem baki melingkar dengan tanaman. LED akan memberikan cahaya yang cukup. Rumah kaca ini dapat diangkut dari Bumi, dikerahkan di Mars, dan dipelihara dengan teknologi dan sumber daya terbatas.
Sumber: Thayer School of Engineering di Dartmouth
Studi lain menyelidiki apakah mungkin untuk menggunakan energi matahari untuk menanam makanan nabati di Mars dengan membangun rumah kaca dengan dinding dan atap transparan. Karena radiasi ada 17 kali lebih kuat dari di bumi, Cobalt-60 digunakan untuk mensimulasikan aliran radiasi gamma. Eksperimen berlangsung selama 28 hari dan menunjukkan bahwa makanan yang ditanam dengan cara ini tidak cocok untuk dikonsumsi.
Hidroponik, atau menanam tanaman tanpa tanah dalam air yang kaya nutrisi, cenderung menjadi cara yang paling dapat diandalkan untuk menghasilkan tanaman, asalkan air ini diekstraksi dan disimpan dalam keadaan cair. Namun, permukaan Mars memiliki sinar matahari yang relatif sedikit dan terlalu banyak radiasi destruktif. Oleh karena itu, ruang hidroponik yang ditutupi dengan gundukan tanah atau tersembunyi di bawah permukaan di gua lava alami akan berfungsi jauh lebih baik. Dengan bantuan pencahayaan buatan, dimungkinkan untuk mengontrol spektrum dan intensitas pencahayaan. Konsumsi air dan nutrisi dalam hidroponik juga harus dikontrol secara ketat. Kontrol rumah kaca harus otonom dan mudah diprogram. Semua ini memberi alasan untuk berharap untuk panen yang kaya.
Namun, pertanyaan yang paling penting masih bagaimana mengubah tanah marasi Mars menjadi tanah subur dengan memperkaya dengan fosfor, nitrogen, kalium, dan bakteri. Semua ini adalah komponen yang sangat penting untuk tanaman dan akan membantu memberi para astronot makanan segar dan bergizi.
Penulis: Anatolii Vidmachenko, Marsologist
Artikel ini diterbitkan di Universe Space Tech Magazine #1 (190) 2024. Anda dapat membeli masalah ini dalam versi elektronik di toko kami.