Първите растения, отгледани в лунна почва

Растенията бяха отгледани в почва от Луната, което отваря възможността за важна стъпка напред в бъдещата й колонизация. Въпреки това, всеки, който очаква Луната един ден да стане купата със салата на изчерпана и затоплена Земя, трябва да помисли по-внимателно – когато става въпрос за плодородие, лунният реголит (слой от рехав материал, който покрива твърди скали) се нарежда след най-суровите земни почви.

Едни по-продължителни мисии на Луната ще се нуждаят от прясна храна и няма да е ефективно да се донесе земна почва, за да ги отглежда, така че тестването на алтернативи изглежда като очевиден ход. Въпреки това, мисиите на Аполо можеха да върнат само 382 килограма почва и НАСА се стреми да ги разпредели на учените пестеливо, защото не знае колко дълго ще трябва да издържи с това количество.

Една от планираните мисии на програмата Артемис (Artemis, по името на богинята Артемида)

Това ограничение обаче сега предстои да бъде облекчено покрай предстоящите мисии на програмата Артемис. След отварянето на една от двете проби, вакуумирани след събирането им, статия в списанието Communications Biology обявява първото успешно поникване на растение в материал, донесен от Луната (въпреки че водата и въздухът са земни).

Растения са срещали лунна почва и преди, отбеляза професор Анна-Лиза Пол от Университета на Флорида, Гейнсвил. „Именно растенията ни помогнаха да установим, че пробите от почвата на Луната, не съдържат патогени или други неизвестни компоненти, които биха навредили на земния живот, но тези растения бяха само поръсени с лунния реголит и никога не са отглеждани в него.“

След три молби в продължение на 11 години, Пол и професор Робърт Фърл най-накрая получават само 12 грама лунен материал, с който да работа. Материалът е от частици по-малки от 1 милиметър, събрани от мисиите на Аполо 11, 12 и 17, за да се улесни отглеждането, но малкото количество все още прави задачата изключително предизвикателна.

Двойката използва четири плаки, всяка с проба от всяка от почвите от мисиите Аполо, в отделни ямки, и добавя вода и разтвор, съдържащ хранителни вещества, които Луната не може да осигури. Добавени са и няколко семена от т. нар. моделен организъм (вид, който е обстойно изследван, за да проучат определени биологични явления), в този случай Arabidopsis. Същият сорт семена са били засадени и в почви от враждебни за растителността части на планетата, както и в такива, които имитират лунната и марсианската почва, когато учените нямат достъп до автентичния материал.

Почти всички семена поникват! „Бяхме изумени. Не бяхме предвидили такова нещо“, казва Пол. „Това ни показа, че лунните почви не прекъсват хормоните и сигналите, които участват в покълването на растенията.“ Разбира се, с толкова малко почва за работа, потенциалният растеж на семената е ограничен, но те се справят с най-трудната част от процеса – въобще да покълнат.

От друга страна, растенията в лунната почва също и растат по-бавно и достигат по-малки размери от контролните, въпреки че и те имат също толкова ограничени количества материал. Недостатъци се проявяват и по други направления. „На генетично ниво растенията ползват инструментариума си, които обикновено се ползва за справяне със стресови фактори, като сол и метали или оксидативен стрес, така че можем да заключим, че растенията възприемат лунната почва като стресираща“, казва Пол.

Въпреки че можем да очакваме Луната да бъде, по думите на Хайнлайн, груба господарка на растенията, все пак е притеснително, че е била дори по-лоша от враждебните земни почви. В по-оптимистична нотка, извънземните почвите не са еднакво лоши. Растенията растат по-добре в пробите на Аполо 17 от тези от Аполо 12, които от своя страна побеждават тези, събрани близо до известния отпечатък на Армстронг.

Авторите приписват разликата на това колко са били изложени пробите на слънчевия вятър, което предполага, че тези от по-дълбоко под повърхността могат да бъдат по-благосклонни към културите. Те също така се надяват, че отглеждането на поколения култури в една и съща почва може да ги промени по благоприятен начин – в края на краищата, така се появява живота на новообразуваните вулканични острови.

Растения Arabidopsis, поникващи от лунна почва на (отгоре надолу) Аполо 11, Аполо 12 и Аполо 17. Снимка: Тайлър Джоунс

Придобиването на подходящи познания за свойствата на лунната почва е от голямо значение. Потенциалът за изграждане на структури, транспортни мрежи и системи за изхвърляне на отпадъци (само няколко примера) ще зависи от реалните експериментални данни, получени от тестване на проби от лунна почва. Товароносимостта й е важен параметър при проектирането на конструкции подобни на тези на Земята.

Поради безбройните метеоритни удари (някои със скорости от порядъка на 20 km/s), лунната повърхност е покрита с тънък слой прах. Прахът е електрически зареден и полепва по всяка повърхност, с която влезе в контакт.

Плътността на лунния реголит е около 1,5 грама на кубичен сантиметър, но става много гъста под най-горния слой.

Други фактори, които могат да повлияят на свойствата на лунната почва, включват големи температурни разлики, наличието на силен вакуум и отсъствието на значително магнитно поле, което позволява на заредените частици от слънчевия вятър да удрят непрекъснато повърхността.

Проучване на НАСА от 2005 г. изброява 20 риска на лунния прах, които изискват по-нататъшно проучване, преди хората да се ангажират с човешка експедиция и на Марс, и класира „праха“ като предизвикателство номер едно. Докладът настоява за изследване на неговите механични свойства, корозивност, песъчливост и ефект върху електрическите системи. Повечето учени смятат, че единственият начин да се отговори окончателно на въпросите е чрез връщане на проби от марсианска почва и скали на Земята доста преди изстрелване на астронавти.

Въпреки че този доклад се отнасяше до марсианския прах, опасенията са еднакво валидни по отношение на лунния прах – той може да причини вредни ефекти върху всяка технология на станцията и членовете на екипажа:

• Потъмняване на повърхностите, което води до значително увеличаване на радиационния топлопренос;
• Абразивното естество на праховите частици може да навреди на повърхности при триене;
• Отрицателен ефект върху покритията, използвани върху уплътнения за запечатване на оборудване като оптични лещи, слънчеви панели и прозорци, както и окабеляване;
• Възможно увреждане на белите дробове, нервната и сърдечно-съдовата система на астронавта;
• Възможен повишен риск при зареждане на скафандъра поради излагане на малки прахови частици от космическата среда.