Японские ученые заявили, что на Луне можно будет вырастить рис

Фото из открытых источников

Если человечество когда-нибудь решит жить на Луне, а не просто посещать её, ему придётся выращивать там собственную пищу, а это значит, что нужно решить проблему, для решения которой лунный грунт никогда не был предназначен. Реголит, серая пыль, покрывающая лунную поверхность, не содержит органических веществ и почти не содержит азотистых соединений, необходимых растениям для роста. Ещё больше усложняет ситуацию то, что на Луне практически нет атмосферы, поэтому любой воздух, который может понадобиться лунному фермеру, должен поступать из герметичного, находящегося под давлением жилого модуля; его азот, скорее всего, будет доставлен с Земли или произведён на месте. 

Команда из Университета Тохоку и Японского агентства аэрокосмических исследований считает, что они нашли действительно элегантный способ максимально эффективно использовать этот ценный, замкнутый запас воздуха, используя лишь немного электроэнергии.

Исследователи создали компактное плазменное устройство, которое извлекает из воздуха азот, подобный тому, который необходим для заполнения жилых и растительных пространств лунного жилища, и преобразует его в газ, называемый пентоксидом диазота, используя при этом менее 100 ватт мощности. После растворения этого газа в воде образуется нитрат — тот самый питательный элемент, который необходим растениям для роста, — и всё это с эффективностью преобразования, близкой к ста процентам. Вместо того чтобы перевозить удобрения через четверть миллиона миль в космос, будущие лунные фермеры могли бы, в принципе, перерабатывать уже циркулирующий вокруг них азот, превращая его именно в то удобрение, которое необходимо их культурам.

Чтобы проверить, действительно ли это работает на практике, команда применила свою воду, богатую нитратами, к имитатору лунного реголита и использовала ее для выращивания рассады риса. Результаты вышли далеко за рамки простого подкармливания растений. Лунная почва от природы довольно щелочная, и обработанная вода снизила ее pH с 9,09 до гораздо более благоприятного значения 6,76. Это единственное изменение запустило каскад преимуществ, высвободив кальций, магний и калий, которые были химически связаны в реголите, и одновременно подавив ионы алюминия, которые в противном случае повредили бы развивающиеся корни. Через три месяца после посева рис, выращенный в обработанной почве, показал заметно более сильный рост, чем рис, поливаемый только чистой водой, а к четвертому месяцу растения достигли стадии колошения, когда рис начинает формировать зерно.

Ещё одним неожиданным открытием стало то, что распыление газа непосредственно на листья растений активировало гормональные пути, связанные с устойчивостью к болезням и общим иммунитетом растений. Это также делало стебли короче и крепче, уменьшая чрезмерное вытягивание, характерное для растений в условиях низкой гравитации, — свойство, которое в противном случае могло бы сделать лунные культуры тяжёлыми и хрупкими.

Тоширо Канеко, возглавлявший исследование, отмечает, что преимущества не ограничиваются Луной. Поскольку весь процесс работает на электричестве, а не на ископаемом топливе, та же технология может предложить более чистый и устойчивый способ производства азотных удобрений здесь, на Земле, избегая значительного углеродного следа традиционного производства аммиака.

Это напоминание о том, что решение практических задач жизни за пределами Луны часто в конечном итоге учит нас чему-то полезному о жизни на ней. Устройство, предназначенное для сбора урожая из серой лунной пыли с использованием воздуха, который будущие поселенцы будут брать с собой на каждом шагу, может незаметно оказаться в работе на полях гораздо ближе к дому, задолго до того, как будет подана первая тарелка риса, выращенного на Луне.