![Кадр из фильма «Марсианин». По сюжету Марк Уитни, ботаник в составе экспедиции на Марс, выращивал в марсианском грунте картошку, чтобы выжить Кадр из фильма «Марсианин». По сюжету Марк Уитни, ботаник в составе экспедиции на Марс, выращивал в марсианском грунте картошку, чтобы выжить](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/c6f/25d/328/c6f25d3289e86fff8155ba536fe430bf.jpg)
Судя по планам, уже в следующем десятилетии человечество колонизирует Луну и Марс. В процессе придется решить много проблем, в том числе понять, где колонистам брать пищу. Один из вариантов — выращивать на месте. Но чтобы поэкспериментировать с этим на Земле, необходимо добыть достаточный объем почвы с другой планеты. С Луны уже привезли несколько центнеров, а вот с Марса еще никто не возвращался.
Впрочем, есть компании, которые создают субстраты, близкие по составу к лунному и марсианскому грунтам, в лаборатории и продают их за приличные деньги. Однако покупка на стороне задорого — это не путь гика. Гораздо интереснее провести пару лет в экспериментах и сделать более точный и качественный симулянт, чем предлагают на рынке. Затем вырастить на нем что-то из полезных растений и выяснить, что употреблять это в пищу отнюдь не безопасно.
Далее — детальный рассказ Андрея Макашова, молекулярного биолога, биоинформатика и популяризатора астробиологии и космонавтики, о том, как он производит такую экспериментальную почву в домашних условиях и почему так трудно вырастить на ней что-то съедобное. Этот пост мы создали по мотивам лекции Андрея в одной из Точек кипения.
Луна — хороший кандидат на роль стартовой площадки для миссий в дальний космос. Гравитация там ниже, поэтому при равном объеме потраченного топлива космический аппарат, стартующий с Луны, можно отправить намного дальше, чем при запуске с Земли.
Марс — планета интересная, но удаленная от Земли. Пока ее исследуют роботы, но их возможности ограничены. Продуктивнее изучать самим. Для этого нужно будет создавать колонии и стационарные исследовательские станции с астронавтами, работающими вахтовым методом, а не гонять туда-сюда дорогостоящие миссии.
Доставлять пищу в такие колонии будет накладно. Да и никто не отменял нештатные ситуации — у колонистов должны быть способы обеспечить себе резерв питания прямо на месте. Поэтому для Луны и Марса разрабатывают техники выращивания пищи в доступном на небесных телах грунте.
Почему речь именно о грунте, если есть такая технология, как гидропоника? Все просто. Гидропоника действительно хороша: она позволяет контролировать потребление растениями минеральных веществ и экономить их. Но не все растения подходят для такого способа выращивания. Например, злаки на гидропонике выращивать затруднительно. Поэтому совсем без грунта обойтись не получится.
Мне, как биологу, хотелось присоединиться к этим исследованиям — поиграть со смесью оксидов и посмотреть, смогу ли я вырастить что-нибудь на симулянте марсианского или лунного грунта.
Все это началось как идея just for fun. Но прежде чем поговорить о том, что из этого вышло, обсудим химический состав реголитов.
Что собой представляет грунт на Луне и Марсе
Реголитом называют любой грунт на любых планетах, который является продуктом, скажем так, выветривания породы. Термин «выветривание» неточен, потому как, например, на Луне нет атмосферы и нет ветров, зато есть беспрепятственная бомбардировка метеоритами. Давайте с Луны и начнем.
Луна
Земля и Луна имеют общее происхождение. Раньше на месте нашей планеты было небесное тело чуть меньшего диаметра, в которое врезалась протолуна. Вещество двух небесных тел перемешалось, и так возникли современные Земля и Луна.
![Рецепт приготовления Луны: инициируем столкновение двух небесных тел, их ядра коллапсируют в одно — земное, а из оставшихся вокруг обломков за сотню лет сформируется Луна Рецепт приготовления Луны: инициируем столкновение двух небесных тел, их ядра коллапсируют в одно — земное, а из оставшихся вокруг обломков за сотню лет сформируется Луна](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/d0f/a67/6af/d0fa676aff097b895b80cf6714ab7a65.png)
Учитывая происхождение, по своему минеральному составу Луна должна быть похожа на Землю, с тем исключением, что на Земле есть такой мощный окислитель, как кислород.
Конечно, немало грунта вывезли со спутника для изучения. Те же «Аполлоны» за шесть миссий доставили на Землю около 360 кг лунного реголита. СССР тоже возил реголит с Луны, но в гораздо меньшем объеме. Образцы с «Аполлонов» детально исследовали и описали в книге Lunar Sourcebook (она доступна бесплатно в библиотеке LPI). Для наглядности я сравнил данные исследования с составом земного грунта:
![Основной состав лунного реголита из книги Lunar Sourcebook в сравнении с составом земного грунта Основной состав лунного реголита из книги Lunar Sourcebook в сравнении с составом земного грунта](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/384/0e2/b65/3840e2b65cdf40d263a3c4c353d1b3ce.png)
Если брать макрокомпоненты, то в целом химический состав схож. Отличие в том, что на Луне есть оксиды железа в степени окисления два. На Земле оксид железа в степени окисления три, поскольку у нас есть вода, которая успешно окисляет двухвалентное железо до трехвалентного.
А еще на Луне значительно больше оксидов щелочноземельных металлов. Поэтому если мы будем поливать лунный реголит водой, эта масса будет иметь щелочную реакцию.
На Земле можно найти минералы, похожие на лунный реголит. Этим воспользовалась компания Orbitec, которая до недавнего времени добывала в США один из таких минералов и потом делала на его основе симулянт лунного грунта JSC-1A. Его химический состав практически повторяет лунный, за исключением трехвалентного железа.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/9e8/39b/f27/9e839bf27d068ad7e06dc99d9b74d722.jpg)
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/88b/4c1/78e/88b4c178e29d6d0d972b5fd6e23956fa.png)
Симулянт от Orbitec вполне можно использовать для биологических экспериментов, в частности для выращивания растений. Вопрос лишь в цене.
Марс
Марс относится к планетам земной группы. Как и Земля, это силикатная планета, образовавшаяся из планетарной туманности. Однако данных по нему гораздо меньше, чем по Луне, потому что из результатов исследования почвы есть лишь спектральный анализ.
![Марс: давление 0,636 кПа, жидкая вода, перхлораты Марс: давление 0,636 кПа, жидкая вода, перхлораты](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/c9f/0f4/e32/c9f0f4e3269b5e0f45784589e209c014.jpg)
Марс — это холодная пустыня. Атмосферы там практически нет, давление в 100 раз меньше, чем на Земле. Температурный диапазон от –63 до +35 градусов по Цельсию. На планете когда-то была жидкая вода — реки, озера и океаны. Но после потери атмосферы Марс начал терять и гидросферу. Часть воды ушла в подповерхностный слой.
Марс высох не моментально. По геологическим меркам это произошло быстро, но биологические системы могли успеть приспособиться к новым условиям. Поэтому есть гипотеза, что жизнь могла сохраниться в подповерхностной воде до сегодняшнего дня.
Кстати, сейчас китайская миссия к Марсу высадилась в районе долины Утопия — это обширный регион, где сконцентрировано большое количество подповерхностного водяного льда, — одно из тех мест, где можно искать следы существовавшей ранее или даже дожившей до сегодняшнего дня жизни.
На Марсе есть система пещер.
![Спутниковые снимки марсианских пещер Спутниковые снимки марсианских пещер](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/c52/c2a/b33/c52c2ab33ab5df687852bba6500883aa.jpg)
Считается, что марсианские пещеры — это лавовые трубки, уходящие далеко вглубь планеты.
Если вход в пещеру герметично завален, там может поддерживаться необходимое давление и более-менее стабильная температура. Подповерхностный лед, да и весь марсианский реголит, очень богат перхлоратами — солями хлорной кислоты. Они, конечно, токсичны для большинства известных нам организмов, но зато могут помочь воде в этих пещерах оставаться в жидком состоянии. Больше того, на Земле есть вид бактерий, которые умеют поглощать хлораты и перхлораты из окружающей среды и выделять из них кислород для метаболизма:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/4b4/a78/2f7/4b4a782f72f0dc4cff38ed2639b7d673.png)
Результаты изучения бактерии Dechloromonas aromatica опубликовали в журнале Nature в работе Microbial perchlorate reduction: rocket-fuelled metabolism. Если такая система возникла на Земле, где перхлоратов в почве и воде немного, то она могла появиться и на Марсе. Возможно, жившие там бактерии эволюционировали в нечто подобное и поселились в подповерхностных водах.
Поэтому с точки зрения исследования эти пещеры весьма интересны. Все космические агентства, планирующие миссии к Марсу, высказывают идеи, как туда заглянуть.
Свою лепту к этому интересу добавляют периодические выбросы метана на Марсе. Их зарегистрировали уже несколько штук. Скорее всего, выбросы происходят из-за растрескивания породы в тех местах, где полости, в которых этот метан накапливался сотни и тысячи миллионов лет, теряют герметичность. Но откуда он там взялся? Это может быть реакция серпентинизации, в ходе которой минерал оливин взаимодействует с водой, а в результате формируется метан. Другое объяснение — деятельность микроорганизмов, которые вымерли или, наоборот, живы и продуцируют газ прямо сейчас:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/c0d/8e0/54f/c0d8e054fdccf2b50875321be2f6fcd8.png)
Марсианский реголит похож на земной, но он очень богат оксидом железа (трехвалентного). Именно поэтому Марс красный. Как и на Луне, на Марсе проблемы с нехваткой нитратов — если мы захотим на этом реголите что-то выращивать, придется в том или ином виде их туда доставлять.
![Макрокомпоненты марсианского реголита в сравнении с земным Макрокомпоненты марсианского реголита в сравнении с земным](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/30b/9a7/355/30b9a7355fab36d053dc9462f7133ecf.jpg)
Та же компания Orbitec успешно наладила производство симулянта марсианского реголита. До недавнего времени его мог себе купить любой желающий по несколько десятков долларов за полкило.
![Состав симулянта JSC MARS-1 от Orbitec в сравнении с анализами, сделанными аппаратами Viking 1 и 2 и Pathfinder Состав симулянта JSC MARS-1 от Orbitec в сравнении с анализами, сделанными аппаратами Viking 1 и 2 и Pathfinder](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/557/0ba/e8b/5570bae8bebd7f536fded1060a08216a.png)
![Сравнение основного состава марсианского грунта и симулянта Orbitec в более удобном представлении Сравнение основного состава марсианского грунта и симулянта Orbitec в более удобном представлении](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/366/b23/cac/366b23cac433c92f1400adef06f385cf.png)
Что нужно растению на другой планете
Предположим, мы хотим выращивать что-то на Луне, Марсе или другой планете. Что нужно растению?
Свет
На Луне солнце светит с той же интенсивностью, что и на Земле. На Марсе света чуть меньше. Но на обоих небесных телах в открытом грунте ничего не вырастет, так что нам в любом случае придется строить теплицы.
Скорее всего, эти теплицы мы разместим под поверхностью планеты. Недавно я прочитал отчет с ровера Curiosity, согласно которому доза радиации, которую получат будущие колонисты в ходе жизни и работы на поверхности Марса, не сильно превышает дозу, которую получают специалисты на МКС. Марс чуть безопаснее, чем мы думали. Но для длительного пребывания лучше всего закопаться. Для размещения баз можно использовать кратеры, куда не заглядывает Солнце, — значит, там нет перепада температур. А солнечные панели, необходимые для питания базы, можно вынести на стенки кратера, которые как раз освещаются интенсивно:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/6c7/8b2/1f0/6c78b21f05c889211a358d41226d5959.png)
В подземных теплицах в любом случае придется использовать искусственное освещение. Оно все упрощает, позволяя подобрать оптимальную длину волны для выращивания культур.
Вода
Как показал анализ спектров и исследования с помощью ударного зонда, на Луне достаточно воды, чтобы обеспечить все потребности будущих колонистов. В основном она находится на дне кратеров, куда не заглядывает солнце: там холодно, и вода не испаряется. Как мы обсуждали выше, на Марсе вода тоже присутствует.
Углекислый газ и кислород
На Марсе атмосфера состоит из углекислого газа. Она разреженная, но для добычи хватит простого аппарата по сжатию или сжижению газа прямо из атмосферы. Кстати, этот углекислый газ можно использовать и для получения кислорода.
Минеральные вещества
Констатирую: состав реголита, за некоторыми исключениями, очень похож на земной, так что, по идее, на грунте с Марса и Луны все должно отлично расти.
Что уже вырастили
Когда мне пришла в голову идея что-то вырастить на лунном или марсианском грунте, я стал анализировать литературу. Выяснил, что эксперименты проводили неоднократно.
В 2006 году опубликовали исследование Growing pioneer plants for a lunar base о том, как растения выращивали на анортозите — минерале, похожем по составу на лунный реголит:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/24a/354/535/24a354535f31db936dd64f8db94eb493.png)
В 2014 году вышла статья голландских исследователей Can Plants Grow on Mars and the Moon: A Growth Experiment on Mars and Moon Soil Simulants. Они закупали симулянт у компании Orbitec и добавляли в него кокосовый субстрат, чтобы сделать грунт более рыхлым и растениям было проще на нем укорениться. Дело в том, что на Луне и Марсе поверхность постоянно подвергается ударам микрометеоритов, которые превращают грунт в мелкую пыль. Если просто полить его водой, субстрат получится слишком плотный.
На лунном грунте, разрыхленном кокосом, у них отлично росли кресс-салат, редис и горох. А еще они добавили туда немного органики (прелых листьев) и поселили дождевых червей, которые прекрасно себя чувствовали, даже несмотря на щелочную среду:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/aa3/267/e0d/aa3267e0d331b70421c174a45c42b091.png)
На саму Луну (ее обратную сторону) несколько лет назад китайцы отправили свой посадочный модуль. В нем были капсулы с земной почвой и семенами льна. Лен пророс. Потом из-за сбоя в системе обогрева экспериментальной капсулы все замерзло, однако эксперимент показателен тем, что в условиях лунной гравитации растения чувствовали себя хорошо. К слову, растения отлично растут и в условиях гравитации МКС.
В работе Growth of methanogens on a Mars soil simulant ученые проверяли, могут ли металлогалогенные бактерии выжить в симулянте марсианского грунта. Да, они действительно могут, если добавлять воду и необходимые компоненты. В другой работе голландцы показывали, что те же самые кресс-салат, горох и редис отлично растут в симулянте марсианского грунта:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/74c/182/82b/74c18282b7590527d8819026319d6e34.jpg)
Но есть проблема — тяжелые металлы
С овощами, выращенными на Луне и Марсе, есть одна проблема: они содержат слишком много тяжелых металлов (железа, кадмия, хрома, свинца). Их количество сильно превышает предельно допустимые концентрации, то есть употреблять такие овощи в пищу нельзя. Что делать?
Обнаружив упомянутую выше статью коллег из Голландии, выращивающих растения на симулянте Orbitec, я задал им вопрос, как они планируют поступать с тяжелыми металлами. Они ответили, что в данный момент как раз разрабатывают физические и химические методы очистки реголита (в основном марсианского) от тяжелых металлов и перхлоратов.
Понимая, что эта ниша занята, я решил сконцентрироваться на Луне, поскольку с лунным реголитом они почти не работают. И раз уж я биолог, а это мой домашний проект, в котором физические и химические методы очистки почвы и растений реализовать сложно, я начал искать биологический метод. Как выяснилось, он существует и уже отработан на Земле при устранении последствий техногенных катастроф.
Метод называется фиторемедиация. В почву высаживают растения-гипераккумуляторы, которые в силу своих биологических особенностей активно всасывают тяжелые металлы и накапливают их в себе.
После удаления и утилизации растений (и некоторой доли вредных элементов вместе с ними) в почве можно выращивать то, что будет пригодно для использования в пищу.
![Тяжелые металлы удаляют из почвы вместе с растениями, которые их активно поглощают Тяжелые металлы удаляют из почвы вместе с растениями, которые их активно поглощают](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/983/afc/31d/983afc31dea3f4e727d49963ae9e7673.jpg)
Чтобы провести эксперимент с фиторемедиацией, необходим симулянт лунного грунта. В рамках полномасштабного эксперимента покупать его в Европе показалось мне достаточно дорогим решением. Тем более за свои деньги и для личного эксперимента. Так я пришел к мысли сделать свой симулянт.
Лунный реголит в домашних условиях
Я снова обратился к «духам интернета», чтобы понять, делал ли кто-то подобное. И такие работы действительно нашлись.
В статье Synthesis of a spinifex-textured basalt as an analog to Gusev crater basalts, Mars описывали создание аналога марсианского базальта. Правда, целью были не биологические эксперименты, а испытания марсоходов.
А в работе Mars global simulant MGS-1: A Rocknest-based open standard for basaltic martian regolith simulants, опубликованной в 2019 году, команда из NASA сделала почти идеальный симулянт марсианского реголита, который одобрили для биологических экспериментов. Дело в том, что во всех остальных симулянтах не было перхлоратов, и упомянутая команда из Голландии не учитывала их содержание в грунте.
В последней публикации биологи учли все мелочи. Команда даже имитировала размер частиц. Но я начал свою работу раньше, чем они опубликовали отчет. К тому же моей целью был лунный реголит, и на момент старта никто еще не делал ничего подобного. Можно сказать, что я первый, кто задался целью воспроизвести его максимально точно.
Сначала я по ошибке подумал, что для получения нужного симулянта мне достаточно смешать оксиды в нужной пропорции. Но в грунте оксиды не просто перемешиваются — они сплавляются. Химические свойства полученного сплава отличаются от свойств оксидов по отдельности.
Для сплавления нужна печь. Я обратил свое внимание на муфельные печи, но они не дают температуры в 1700 градусов и выше, позволяющей расплавить все нужные оксиды. Так я пришел к идее создания собственной печи.
На одном из старых форумов я нашел заметку о том, как человек в далеких 90-х на спор плавил вольфрам. Напомню, температура плавления вольфрама — около 3400℃. Спорщик сделал ванну из огнеупорного кирпича, по ее краям поместил графитовые электроды, сделанные из токоприемников электропоезда, а в центр засыпал графитовый порошок (его он получил из тех же токоприемников с помощью напильника):
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/c74/d7c/3ee/c74d7c3ee603a59dba1ea8b7fa64be1e.png)
Я решил сделать нечто аналогичное. Сначала собрал ванну из огнеупорного кирпича. К счастью, чтобы наполнить ее, мне не пришлось пилить ничего напильником. В магазине химреактивов сейчас можно купить практически все, в частности графитовую пудру.
Электроды я тоже решил сделать из токоприемников, но троллейбусных. Дело в том, что около конечной станции водители часто меняют вставки в токоприемники, а использованные выкидывают в кусты. Они валяются там в больших количествах. Зачастую поколотые, но мне повезло найти целые — оставалось только просверлить дырки для контактов. Ток к электродам подвел от сварочного трансформатора.
Смесь оксидов в нужной пропорции я помещаю в графитовый тигель (специальная емкость для нагрева), чтобы они не смешивались с графитовой пудрой, и сплавляю. Печь имеет достаточное сопротивление и позволяет расплавить практически любой оксид.
Минус моей установки в том, что за раз она может расплавить небольшой объем оксидов — около 200 грамм. При этом один цикл сплавления занимает примерно сутки, а результат сильно зависит от того, при каких условиях проходил процесс.
Первый образец я отдал геологам. По их оценке, я создал базальт, который не имеет ничего общего ни с одним известным базальтом (тем более лунным), поэтому я продолжил эксперименты.
Прикрутил Arduino и запрограммировал его на разные скорости нагрева и охлаждения (скорость регулируется повышением и понижением напряжения). Постепенно перепробовал различные температурные режимы и наконец получил симулянт, идеально похожий на лунный.
В итоге, чтобы получить нужный по составу реголит, у меня ушло около двух лет.
Основная установка, которую я использую для плавления симулянта лунного грунта, неподъемная. Я планирую привести ее в презентабельный вид и сделать по ней отдельную статью, если, конечно, дойдут руки. А пока покажу демостенд, который я собрал для Geek Picnic и других мероприятий:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/bbc/934/4dd/bbc9344dd1b6a4ccb9d3efdbe709e9c6.png)
На нем можно получить температуру около 1000 градусов. Ее недостаточно, чтобы «варить» реголит, но для выставочных экспериментов она подходит. Внешне стенд выглядит просто. На фото не хватает только трансформатора, он прячется под столом.
Сейчас у меня есть два килограмма симулянта лунного грунта. Добавив в качестве разрыхлителя кокосовую стружку, я уже попытался вырастить на нем редиску. Эксперимент удался. Следующим шагом планирую выращивать гипераккумуляторы, чтобы оценить скорость очистки грунта от тяжелых металлов. Надеюсь, что в свое время смогу рассказать об этом в деталях.
Комментарии (42)
Javian
24.12.2021 14:15+2А еще на Луне значительно больше оксидов щелочноземельных металлов. Поэтому если мы будем поливать лунный реголит водой, эта масса будет иметь щелочную реакцию.
CaO, MgO и другие оксиды должны бы с водой бурно прореагировать.
А потом пытаться поглотить всю доступную углекислоту.
varelavalera
24.12.2021 14:35+2Если бы для эксперимента понадобился ядерный реактор вы его тоже сделали? Одно из свойств лунного реголита это очень мелкие и острые частицы, для растений это наверное не страшно, а что насчёт людей?
Sam86
25.12.2021 08:13+2А людям его есть не стоит. Или как он должен на них влиять?
varelavalera
26.12.2021 01:15Он может попадать внутрь овоща в процессе роста например. Это как выращивать еду в битом стекле.
toruvel
24.12.2021 14:58+1Звучит так, как будто будущее уже наступило. Не слежу за космическими исследованиями, хотя тема мне интересна, и было очень здорово прочитать такую лекцию. Все просто и доступно, но очень захватывает. Интересно, как существующие методы в умелых руках открывают совершенно новые возможности. Спасибо, что рассказали!
olegshutov
24.12.2021 15:28+9гидропоника выглядит куда логичнее для условий Луны-Марса
Ad_Infinitum
26.12.2021 01:02Согласен с вами. Думаю при производстве минеральныых удобрений на месте, если такое можно организовать, легче будет контролировать уровень нежелательных веществ. В статье вспомнили что злаки на гидропонике плохо растут - ну что же. Для первых колонистов можно надо будет подобрать наиболее пригодные растения, чтобы и на гидропонике росли и рацион из них покрывал по максимуму необходимые вещества. А со временем может придумают что-то. Может селекцией выведут на месте пригодные сорта.
sarhome
24.12.2021 15:29+4Всё это интересно и познавательно, но не пригодно для реальности. Вот это мне понравилось
На лунном грунте, разрыхленном кокосом, у них отлично росли кресс-салат, редис и горох. А еще они добавили туда немного органики (прелых листьев) и поселили дождевых червей, которые прекрасно себя чувствовали, даже несмотря на щелочную среду
Прямо как в сказке "Каша из топора". Сколько кокосовых опилок, листвы и червей нужно переправить на луну чтобы уталять голод, вкушая редиску, которой особо сыт не будешь.
Мне кажется для луны больше подходит гидропоника, там ведь есть ледники, а вода это уже половина дела и от этого нужно "плясать".
JustDont
24.12.2021 18:34+5Прямо как в сказке "Каша из топора". Сколько кокосовых опилок, листвы и червей нужно переправить на луну чтобы уталять голод, вкушая редиску, которой особо сыт не будешь.
Черви, как и все прочие живые организмы — имеют пренеприятнейшее свойство размножаться.
Равно как и редиска, все несъедобные части которой затем можно переиспользовать для улучшения свойств грунта.
То есть бесконечно возить кокосовые опилки и червей на Марс и Луну не придётся, нет.sarhome
24.12.2021 21:29+2затем можно переиспользовать для улучшения свойств грунта
Согласен, но в начальной стадии это нерентабельно.
Допустим для начала колонизации на луну прилетит грузовик. Он должен доставить туда какие-то атомные установки для выработки энергии, материалы для строительства, запас продуктов, медикоментов, семена, кокосовые опилки, компост и ... червей, которые кстати уже побывали на МКС. А если использовать лёд с луны и хим. добавки с земли, то можно исключить опилки, компост и червей, догрузив чем-то более полезным. Далее получаем первый урожай, вершки/корешки идут в компост и вот тогда вызываем червяков, чтобы готовить плодородный грунт.
NotebookKiller
26.12.2021 02:38У червяков есть ещё одна неприятная особенность. Они могут есть корни. И если в горшке с домашним цветком завёлся дождевой червь - цветок себя чувствует, мягко говоря, не очень хорошо.
Sunny-s
26.12.2021 04:09+1Люди, которые пытаются кормить растения органикой, в принципе не представляют, что нужно растениям :) а нужны им простые неорганические вещества, которые в дикой природе им поставляют из органики разлагающие ее клубеньковые бактерии, симбионты, живущие на корнях. Растение прекрасно будет жить без органики вообще, единственная проблема - усваиваемость железа, которая решается в гидропонике хелатированием.
AlexeyALV
24.12.2021 15:47+4Очень интересная тема. Спасибо!
А почему не использовать аэропонику, которая по воде и микроэлементам считается ещё более экономичной + доступ кислорода к корням? Для удержания корней лёгкую синтетическую или льняную сетку.
Sunny-s
26.12.2021 04:04Всмысле - экономичной? Кем- считается? Гидропоника обладает замкнутым циклом с полностью используемым запасом воды и веществ в ней. Аэропоника обычно проектируется с тем расчетом, чтобы вся смесь усваивалась растением, при этом неусвоенное сливается в неиспользуемый дренаж. Закрытый цикл по любому экономичнее открытого :) Аэропоника позволяет хорошо растить клубни, больше она ни для чего не хороша.
AlexeyALV
26.12.2021 18:13По поводу аэропоники - нет, там такой же закрытый цикл. Излишки стекают и используются снова. Растят далеко не только клубни. Фактически аэропоника - это все плюсы гидропоники и хорошая аэрация корней.
Sunny-s
26.12.2021 18:55Аэрация в гидропонике достигается с помощью насыщения раствора кислородом кучей разных способов. В моей установке (перец ращу, если что) - тупо стеканием через гофротрубу, турбулентный обратный поток стекает в бак полностью насыщенный кислородом. Корни ярко-белые, здоровые. Аэропонику, в принципе, не использовал, но знающие люди говорят, что форсунки склонны замешивать в раствор микробиом, что приводит к болезням корней. Не знаю насчет микробиома, но даже без него идея обдувать корни форсунками выглядит избыточной. У нас уже есть раствор, хорошо насыщенный кислородом, зачем еще что-то городить?
AlexeyALV
26.12.2021 19:55Проблема с форсунками есть - они забиваются. Каким образом там может появиться микробиом не понятно. Про болезни корней не слышал. Возможно, дело просто в грязном растворе или недостаточной изоляции от внешнего мира. Тут вы, как человек опытный, наверное понимаете, что есть много варианов зацепить заразу.
Насыщение кислородом корней происходит естественным образом, а не через обдувание форсунками. Просто висящим в водухе корням ничего в этом плане не мешает. И не надо ничего дополнительно предпринимать.
johnfound
24.12.2021 17:42+1А я что-то не увидел так много тяжелых металлов на графиках. Ну, ладно, кроме железа и очень немного хрома. А я не уверен, что железо так опасно – его и в земных почвах не мало и ничего, все растет, никто не отравился.
Sunny-s
26.12.2021 04:14Просто опасные концентрации на пару-тройку порядков ниже указанных на графике, и даже таких малых количеств достаточно чтобы все отравить.
nickolas059
24.12.2021 21:45+1Браво! Ещё один демотиватор на тему "что я сделал полезного за время локдауна" :)
azTotMD
24.12.2021 23:12+1Постепенно перепробовал различные температурные режимы
А от воздуха как защищались? Тоже вопрос и плавильщику вольфрама
DmitryOlkhovoi
25.12.2021 11:16-5Люди не разобрались с проблемами на этой планете, все гмошное и с пальмовым маслом, а мечтают про выращивание органики на другой планете)))
jaguard
25.12.2021 12:13+3Я понимаю что это такая неудачная «шутка», но ходить на хабр и бояться при этом ГМО должно быть довольно стыдно. Вред пальмового масла страшилками из интернета тоже сильно преувеличен.
DmitryOlkhovoi
25.12.2021 12:27-4Какое совпадение, что гмо и пальмовое масло дешевле в производстве. Остаётся только втереть в уши, что они полезней, а вред преувеличен))) Мне нравится ходить по полкам в большинстве стран, где написано органик, бзмж и прочее. Видать я не такой прогрессивный, что аж стыдно на хабр заходить должно быть
nightwolf_du
25.12.2021 13:14+2Да, да, лучше есть 'органик' хлеб, семена злаков для которого получены традиционной селекцией, с лютой обработкой семян химическими мутагенами и радиацией с целью получения случайных новых свойств, чем спроектированный инженерными методами, с тщательной проверкой результата, продукт.
DmitryOlkhovoi
25.12.2021 13:39-4А те кто проверяют, конечно не падки на коррупцию)) Загуглите как маскируют пальмовое масло под обычное, что спокойно проходит госты и тесты. Аллилуйя, проверенное ГМО, значит хорошее ГМО)) Для красоты уменьшения налогов ещё можно проспонсировать независимое исследования и получить красивую научную статью на которую в споре можно сослаться)))
jaguard
25.12.2021 13:43+2Как раз «органик» фруктыовощи и есть способ монетизации не очень умных но достаточно богатых людей.
hp6812er
25.12.2021 13:51Спасибо за статью, раньше и в голову не приходило, что ктото может попробовать что то вырастить на симуляциях грунта Марса или Луны.
Еще более удивительно, что с 70-х годов почти никто не пробовал, что то выращивать - хотя казалось бы логично, если привезли только с Луны 300+ кг. реглолита...
DmitryOlkhovoi
25.12.2021 13:55-3Это да. Бывает говорят органик, а там все гмо. В штатах есть whole foods, ну или в любой другой стране фермы. Можео заехать и плюс минус поверить
ashed
25.12.2021 16:27+3Можеть быть стоит глубже погрузиться в тему?
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/431731/GMO_gorodskie_mifyDmitryOlkhovoi
25.12.2021 17:28-3В какую тему? Я считаю достаточно очевидной и изученой. Читать статейки из интернета, что бы доказать себе, что ГМО это хорошо - я не буду))) Вы же кушайте на здоровье, я не против.
Artyom_Shegeda
25.12.2021 18:14я не против.
Но зачем же вы тогда стараетесь уговорить читателей, что ГМО - это вред?
Кушайте "органику", не открывая Хабр, А мы пока тут ГМО пожуём.
Teoreteg
27.12.2021 11:45Позвольте сделать одно предложение, которое, возможно, поможет не только в домашнем садоводстве.
Раз уж у вас есть печ для спекания оксидов, то ею можно воспользоваться и дальше. Нужно опять расплавить грунт и подать через него газ. Тот же азот, например:
1. Это должно вспенить базальт с образованием пемзы, что обеспечит рыхлую структуру и не придётся искать кокосовую стружку на Луне.
Основная часть тяжёлых оксидов осядет внизу и их легко будет удалить. Это сэкономит время на очистке грунта.
Часть азота при высокой температуре прореагирует с оксидами щелочных металлов с образованием нитритов и нитратов, что обогатит почву азотом, который и так нужно как-то вносить, а за одно снизит щелочную реакцию почвы.
Газ после первичного использования можно будет использовать до полного его расходования, причём он будет содержать окись и закись азота, которые можно либо переводить в кислоты и использовать для других нужд, либо они будут и дальше реагировать с оксидами, обогащая почву азотом.
Думаю, что вопрос, где взять энергию для печи на Луне будет решён ядерным реактором и с ней проблем не будет.
Anti-antivakser
27.12.2021 11:45Превосходная работа и отлисная статья! ???????? Надо же так заморочиться и провести столь удивительный эксперимент) Побольше бы таких прикладных статей на Хабре ????
radonx201
27.12.2021 11:45Тоже бы хотелось получить ответ на вопрос, уже дважды заданный выше - к чему все эти пляски с бубном, елси есть гидропоника? Понятно, что для нее необходима питательная смесь. Так может эффективнее сосредоточиться на производстве этой смеси из местных материалов?
tas
Интересно, скорость очистки грунта от тяжелых металлов с помощью бактерий с последующим разделением не быстрее?
Если люди будут жить на луне и дальше, то почвы понадобится много, а растения делают это слишком медленно...