Чем будут питаться колонисты на Луне и Марсе
Космическая гонка в последние годы набирает темп: в проекты колоний на Луне и Марсе вкладывают огромные деньги такие ключевые силы, как Китай, США, Россия и Евросоюз. Китай и Россия планируют создание Международной лунной станции в 2030-е годы, а NASA рассчитывает уложиться в тот же срок, но замахивается на еще более дальнюю экспедицию — к Марсу. Регулярно доставлять провизию на лунную базу было бы неоправданно дорого, не говоря уже о Марсе. К тому же те, кто отправится осваивать Красную планету, должны быть готовы пробыть в космосе около года, и это только путь в один конец. Без космических огородов и ферм здесь не обойтись.
Бактерии-кормилицы
Как бы футуристично ни звучала эта идея, она старше персонального компьютера. Еще в 1960-х годах ее предложили специалисты NASA. Тогда, на волне первых успехов программы "Аполлон", агентство искало способы производства продуктов для длительных космических миссий. В отчете под названием "Замкнутая система жизнеобеспечения" авторы предложили идею биореактора, который использует особые бактерии — гидрогенотрофы. Они питаются углекислым газом, то есть могут поглощать выдыхаемый космонавтами воздух. В результате химической реакции с использованием водорода микробы производят белок.
Планы дальних полетов были свернуты из-за дороговизны, но нынешние стартапы взяли идею на вооружение. В 2019 году, ориентируясь на предстоящие миссии на Марс, NASA вернулось к этой идее и запустило конкурс CO2 Conversion Challenge. Буквально: "челлендж по переработке углекислого газа". Сейчас в этом направлении работают уже несколько конкурентов. Один из них — американская компания Air Protein. Название буквально переводится как "белок из воздуха", но, строго говоря, в рационе бактерий все же не только газ, но и специальная ферментная смесь. На выходе после переработки смеси микробами получается коричневый порошок, который по виду, запаху и вкусу не похож на мясо, но содержит питательные элементы, аналогичные мясным. И уже из него можно попытаться сделать более привычный аналог мяса.
Финский стартап Solar Food использует примерно тот же механизм. По словам разработчиков, процесс чем-то похож на выращивание дрожжей. Дрожжи перерабатывают сахар в спирт, а здесь вместо сахара — электричество и углекислый газ. При помощи электричества молекулы водяного пара разбиваются на кислород и водород, а дальше в дело вступают бактерии, поглощают углекислый газ и производят белки. Белковая масса удобна тем, что можно обогащать ее микроэлементами или придавать ей любую форму. Один из главных вызовов — снизить затраты электричества и достичь лучшей производительности. Впрочем, бактерии могли бы справиться и с этим. Например, недавно европейские биологи открыли новый тип микробов, способных поглощать молекулы метана и выделять в окружающую среду свободные электроны. То есть, по сути, производить электроэнергию.
"Зеленый хлеб"
Выращивать привычные нам растения в условиях космоса довольно неудобно. Они требуют много места и энергии, а их корни и стебли не участвуют в фотосинтезе и не производят кислород. Кроме того, они достаточно прихотливы и производят мало биомассы в расчете на затраченные ресурсы. Другое дело — водоросли. Попытки приспособить одноклеточные водоросли для питания космонавтов предпринимались еще в СССР. Сергей Королев занимался проектами по разработке автономной системы жизнеобеспечения. В них центральное место занимала хлорелла. Главным образом ученых интересовала ее роль "генератора" кислорода. Биореактор поглощал углекислый газ, выделяемый человеком при дыхании, а под светом мощной лампы водоросли в нем вырабатывали кислород для дыхания.
Но уже тогда ученые оценили ее химический состав. Почти половину веса водоросли составляют белки. Даже в лучших сортах бобовых содержится до 30% белков, а у пшениц их только 18–24%. Также "зеленый хлеб" может похвастаться почти полным комплектом витаминов: А, В1, В2, В6, В12, С, К и других. В зависимости от режима водоросль может менять состав: к примеру, накапливать больше белков или жиров. Хлореллу выгодно выращивать и с точки зрения затрат энергии: например, для ее выращивания маломощных (200–300 Вт) светодиодов синего и красного цветов. Подобные фотобиореакторы сейчас проектируют, например, в красноярском Институте биофизики СО РАН совместно с Китайским космическим управлением. Минус хлореллы и других водорослей в том, что просто так их не съешь. Плотная оболочка не растворяется в желудке и кишечнике. А если даже разрушить клеточную оболочку, на вкус биомасса, мягко говоря, непривычна. Поэтому роль таких реакторов будет скорее вспомогательной: как добавки к пище, чтобы повысить ее питательность.
Грибы на Луне
Грибной белок может стать хорошей заменой мясу. "Есть несколько причин для включения грибов в космическую диету, — говорит Владимир Ковалев, старший научный сотрудник Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН. — В отличие от растений, грибы содержат витамин D. Поэтому, в случае невозможности получения животной пищи, они могут стать единственным источником витамина D в экологической системе жизнеобеспечения". В 2021 году ученые из Института биофизики СО РАН предложили идею грибной фермы на растительных отходах. По замыслу ученых, ферма будет состоят из двух модулей. Первый — для подготовки и стерилизации питательных веществ, второй — для собственно выращивания.
По подсчетам ученых, один технологический цикл потребует 86 кг отходов и даст очень приличный урожай — 28 кг свежих грибов. Этого должно быть достаточно, чтобы прокормить 15 космонавтов (это два грибных блюда в неделю на человека, содержащих по 100 г грибов). В качестве культуры для выращивания на лунной ферме ученые предложили вешенки. Они достаточно неприхотливы, содержат много витаминов, а также в их составе мало натрия (он может быть вреден для сосудов), насыщенных жиров и холестерина. Впрочем, поскольку на Луне грибы еще никогда не выращивали, параметры такой фермы еще предстоит уточнить. И остается вопрос: где брать отходы? Его можно было бы решить, если научиться выращивать настоящие овощи и злаки. Есть и такие планы.
Грядки на Марсе — не фантастика
В фильме "Марсианин" герой использует почву самой планеты для выращивания земных овощей — например, картофеля. Этот момент не так фантастичен, как кажется. Грунт Марса действительно содержит многие минералы, необходимые для роста растений, такие как азот, калий и фосфор. Но есть другие препятствия. Поверхностный слой планеты очень круто просолен. Всему виной перхлораты, которые наполняют подземные озера. Они губительны для живых организмов — именно из-за них надежды найти жизнь на Марсе пока призрачны. Но сделать грунт пригодным для возделывания можно.
"Перхлораты — серьезный вызов для марсианского земледелия, — говорит Эдвард Гинан, астробиолог из Университета Вилланова в Пенсильвании. — Но его можно нейтрализовать — например, с помощью некоторых земных бактерий. Поедая соль, они выделяют кислород". Гинан полагает, что эти микроорганизмы могли бы не только избавить почву от токсических компонентов, но и, возможно, производить пригодный для дыхания кислород. Группа ученых из США также придумала способ очистки почвы от перхлоратов с помощью выщелачивания. Для этого используется вещество-катализатор, которое вступает в реакцию с перхлоратами, разлагая их на менее токсичные соединения. Оно не требует дорогостоящих установок очистки с помощью высокой температуры и давления — только воду.
Салат с помидорами для колонистов
На Луне и Марсе нет почвенного покрова, только реголит. Основная составляющая грунта на Марсе — кремнезем (20–25%), содержащий примесь гидратов оксидов железа (именно они придают планете фирменный красноватый цвет), соединений серы, кальция, алюминия, магния, натрия (единицы процентов для каждого). Концентрация водяного льда в грунте — до 2% по весу. Лунный грунт — более сухой и рассыпчатый, похожий на пыль. Однако на Земле встречаются похожие почвы. Химический состав грунта на Марсе и Луне во многом подобен тефре — пепельному слою, который образуется из осевших вулканических извержений. Например, в 2021 году марсоход Curiosity обнаружил, что грунт планеты очень напоминает по своему составу вулканические породы на Гавайских островах.
Из-за этого сходства ученые используют тефру в опытах по созданию симуляции марсианского и лунного грунта. Сам по себе он очень твердый и сухой. Это преграда для сельского хозяйства, но ее можно преодолеть с помощью удобрений. В 2013 году ученые из Вагенингенского университета даже попробовали вырастить на имитации марсианской почвы овощи: редис, помидоры, горох и салат. Результаты оказались обнадеживающими. Все культуры дали хороший урожай, причем самым живучим и плодовитым оказался томат. А уровень тяжелых металлов (свинца, меди и кадмия) в плодах не превысил концентраций в обычной земной почве — а в некоторых образцах даже оказался заметно ниже. Хуже всего показали себя "лунные" образцы — выращенные на них растения оказались самыми тощими. Впрочем, удивительно уже то, что семена дали всходы.
Одна из главных проблем для инопланетного земледелия — риск генетического вырождения. "Растения воспринимают среду лунного и марсианского грунта как стрессовую, — объясняет астробиолог Анна-Лиза Пол, которая не участвовала в исследовании. — Из-за этого могут активизироваться гены, связанные с выживанием. Если это будет продолжаться из поколения в поколение, объем урожая и его питательность будут падать". Впрочем, это касается и людей. Например, опыты NASA с участием близнецов показали, что в космосе тело человека меняется: стенки сосудов утолщаются, в крови повышается уровень стрессовых (провоспалительных) веществ, в клетках чаще возникают мутации из-за воздействия радиации. Будут ли колонисты здоровыми — зависит не только от их диеты.
Источник
Последние аномальные новости

Аппарат для наблюдения за водой Марса получит обновление

Бигфут улыбается на камеру

Военный эксперт раскрыл, для чего в США изучают НЛО

Главные тайны, которые не удалось разгадать историкам

Женщина вышла замуж за куклу и родила от нее

Женщина пошла в туалет и неожиданно родила

Загадочное атмосферное явление Стив над Новой Зеландией

Загадочные древние фигурки озадачили ученых

Загадочные исчезновения самолётов

Загадочные смерти. Групповые убийства и заговоры

Козленок с огромными ушами родился в Пакистане

Людей привезли на Землю инопланетяне

Майя построили пирамиду в качестве бомбоубежища

Марс неоднократно был пригоден для жизни

На снимке с кладбища запечатлен призрак женщины

НАСА работает над развитием космических ядерных технологий

Необычный оптический эффект в небе над Москвой

НЛО над поселком Глебовский

Обнаружили три гибнущие экзопланеты

Огромное поле таинственных круглых отверстий у Калифорнии

Океаны на экзопланетах могут быть обогащены электролитами

Первый в мире филе-миньон на растительной основе

Свидетельства о серьезном изменении климата Марса

Составили карту серы на ледяном водном мире Европы

Странные случаи, записанные, пока люди спали

Странный сотовый узор на Марсе

Треугольный НЛО замечен над Лас-Вегасом

Улан-удэнцы делятся байками о привидениях

Черный треугольник замечен над Флоридой

Эпический парад планет

Британский астронавт рассказал о НЛО

Гигантский питон найден во Флориде

Женщина узнала настоящий пол мужа через 10 месяцев брака

Загадочные формы жизни на Марсе

Земля будет темным и мрачным местом

Иван Купала, гадание на суженого в домашних условиях

Инопланетяне-потрошители уничтожат Землю

Как по линиям руки определить нужную валюту

Как сделать амулет из соли

Когда вы сможете загрузить свой мозг в компьютер

Криптозоология и религия объединяются

Круги на полях, магия и древняя тайна

Магические свойства цветов похожих на ромашки

Необычное подземелье с туннелями нашли на Кубани

НЛО и монстры Рендлшемского леса

Обезьяны ворвались в деревню, похитили младенца

От черных вертолетов до сверхъестественных вертолетов

Очень странные близкие встречи семьи с бигфутом

Пиранью выловили в Западной Сибири

Пророчества от Арины. Три дня тьмы и страданий

Расшифровано письмо одержимой монахини 17 века

Русалка, держащая в руке летающую тарелку

Семь загадок Солнечной системы

Следы снежного человека нашли на снегу

Странная история голосов проклятой деревни

Страшные предсказания ясновидящей Ванги

Таинственное событие 1561 года в Нюрнберге

Ученые планируют вернуть к жизни тилацина

Фэн-шуй прогноз на июль 2022 года

Человекоподобного робота Tesla покажут в сентябре

Болезнь выкрутила кости индийского мальчика

Внезапное решение сделало мужчину богатым

Врачи нашли в желудке пациента 233 посторонних предмета

Все люди с голубыми глазами происходят от одного общего предка

Даже если мы встретим инопланетян, мы не сможем с ними общаться

Девочка стала генеральным директором компании

Загадочная красная шапка на спутнике Плутона

Когда НЛО и политика очень странным образом сочетаются

Колдовство, демонология и черные искусства

Компания SpaceX инвестирует в технологию варп-двигателей

Космические пузыри могут бороться с изменением климата

Люди могут дышать через попу

Наследие древней цивилизации на Урале

Необычный объект заметили в небе Самары

Неразгаданная тайна древних камней Дропа

НЛО нарушают известные законы аэродинамики

Паранормальные явления - это норма, а не исключение

Построили модель поглощения планет звездами

Почему ведьмы изображались верхом на метлах

Призрачные попутчики

Пропавшая фотография Громовой птицы

Пятилетняя девочка написала книгу

Рыбак в Камбодже поймал настоящего монстра

Смогут ли динозавры выжить в современном мире

Состоялся третий этнокультурный фестиваль 'Едем на Савин'

Старушка отбилась от медведя стулом

Тайна ягнят росших на деревьях

Флот НЛО замечен над Нью-Йорком

Французская наследница Ванги предсказала судьбу России

Черный НЛО замечен над Колорадо

Аномалия в изотопе германия-71 обнаружилась во второй раз

Волгоградец снял необычное явление в небе

Загадочное место в горах Западного Саяна

Знаменитое прадедушкино дерево в Чили

Инопланетяне похитили любопытного пилота

Как позвать своего ангела-хранителя на помощь

Карельское место силы

Мегалиты Ивановской области

Мистический круг Земли

Невероятное место Маньпупунёр

НЛО как повод для соревнования сверхдержав

НЛО создал червоточину в небе над Салемом

Объекты можно поднимать в воздух звуковыми волнами

Парад планет, который не видели 18 лет

Потерянные знания древних працивилизаций

Почему мы так уверены в существовании темной материи

Правительство разрабатывает технологию временных путешествий

Президент США искал инопланетян в Зоне 51

Раскопки древних артефактов на Алтае

Самые жуткие создания на планете

Светящийся корабль замечен над Мэрилендом

Тайна разорванных облаков на Венере

Таинственный светящийся вихрь над Новой Зеландией

Техасский уфолог исследует возможность существования НЛО

Убитый инсектоид найден на поверхности Марса

Человек-змея из Индии

Чертова поляна в красноярской тайге

Что происходит и каково это, когда ты умираешь

Что-то странное происходит с Солнцем

Шигирского идола хотят сделать символом пограничников

Протезирование зубов. Показания, виды конструкций

Аллея славы уфологов в Розуэлле

Бигфуты могут быть мутировавшими людьми

Графиня-вампир Элизабет Батори

Добро пожаловать в Окунево

Древние артефакты с изображениями инопланетян

Загадочная смерть 10000 коров в Канзасе

Загадочный синдром самозванца

Звезды, которые контактировали с зелеными человечками

Инопланетные цивилизации деградируют до межзвездных путешествий

Каменные цветы Марса - обломки звездолета

Китай создаст космический телескоп для поиска тёмной материи

Курганский Стоунхендж рекламируют после критики

Леденящая душу тайна исчезновения красотки

Назвали способ продлить жизнь на треть

НАСА начинает охоту на НЛО

НАСА объясняет почему важно изучать НЛО

НАСА снова лжет о НЛО

НЛО действительно был замечен пилотом самолета

Охотник за НЛО поделился странными кадрами НЛО

Папирус из Древнего Египта рассказывает о наблюдении НЛО

Препарат против старения разрабатывают в Индии

Рельсовые автобусы пустили до горы Воттоваара

Скоро начнется фестиваль НЛО в Розуэлле

Странный след у мыса Анива обнаружен с МКС

Тайна черных вертолетов

Таинственные радиосигналы в Черном море

Тайны Луны. Подземные базы и правительственные секреты

Удивительные факты о Древнем Вавилоне

Эти звездообразующие спирали выглядят как галактические НЛО

Является ли человечество враждебной цивилизацией

Аванпост пришельцев на Церере

Агрессивные инопланетяне нас уничтожат

Британия одобрила экстрадицию конспиролога Ассанжа в США

Возможно ли совершить путешествие на 100 лет в будущее

Вырастили двухметрового тунца

Древнегреческие истоки евгенического движения

Женщина лишилась пальцев на руках из-за загадочной болезни

Женщина научилась говорить на инопланетном языке

Загадочные неопознанные подводные объекты

Загадочный Шаманский цветок

Иван Купала и Аграфена Купальница

ИИ может найти иголку в миллионе стогов сена

Илон Маск рассказал об инопланетянах

Как голографическая интерферометрия может повлиять на будущее

Какие камни использовать как обереги для детей

Какие магические обряды можно проводить по фазам Луны

Компания Илона Маска построит тоннель под Лас-Вегасом

Корабль инопланетян замечен на орбите Земли

Корпорация Microsoft готовится к апокалипсису

Кто из землян быстрее найдет жизнь в облаках Венеры

Люди не доберутся до Марса до 2040-х годов

Малоизвестные озерные монстры

Метеорит переворачивает теории об образовании Марса

Огромная стена, базы и звездолеты обнаружены на Марсе

Офицер ЦРУ - на Луне живут миллионы инопланетян

Правила нового миропорядка будут задавать только сильные страны

Среднее ухо человека развилось из рыбьих жабр

Ужасающие кадры в отеле с привидениями

Умирающие звезды засеивают межзвездную среду углеродными нанотрубками

Что было до Большого взрыва

Аномалия, которая может указывать на новую элементарную частицу

Астероид, который может обанкротить мир

Биохимики закрыли вопрос о существовании жизни в атмосфере Венеры

Гипнотизер избавил мужчину от пристрастия к Пепси

Девушка бросила парня ради 52-летнего мужика

Подписка на новости
Наверх