В этом году православная Пасха совпала с Днем космонавтики? К библейским темам я, будет время, вернусь. Сегодня поговорим о космических полётах… Вы спросите: как совместить в одной статье космос и садоводство? Легко. В этом материале остановимся на теме, которая станет актуальной лет через 10-15. Можно ли вырастить картофель на Марсе так, как это сделал ботаник Марк Уотни в фильме «Марсианин»?
Если вы не смотрели это кино, рассказываю кратко: главный герой оказался в безвыходной ситуации. Он остался один на марсианской космической станции. Запасов еды хватало всего на несколько месяцев, а спасательная миссия должна была прибыть только через год (или даже позже). Астронавт решает выращивать картофель в жилом модуле. Разумеется, сделать то же самое в открытом грунте не представляется возможным. Остаётся воспользоваться искусственной «теплицей» внутри станции.
В голливудском кинематографе возможно всё. В этом материале я попытаюсь подвести под вымышленный сюжет научно обоснованную версию.
Подготовка почвы
Астронавт собирал марсианский грунт (реголит) и заносил его внутрь модуля. Марсианская почва бедна органикой и содержит токсичные соли, при этом она богата минералами (калий, натрий, магний).
Чтобы сделать марсианский грунт плодородным «марсианин» смешивал реголит с человеческими экскрементами (собственными фекалиями).
Таким образом, бедный грунт обогощается микроэлементами и микроорганизмами. Если на станции проводились эксперименты с земными растениями, наверняка на ней осталось какое-то количество земной почвы. Её использование поможет ввести полезные бактерии и ускорить формирование почвенной микрофлоры.
Полученная смесь укладывается на поверхность толстым слоем (площадь — какая получится). Она должна была быть рыхлой и хорошо дренированной, чтобы корни дышали.
Источник посадочного материала
Герой фильма брал картофель из праздничного пайка экипажа, припасенного на День благодарения — в любой «уважающей экспедиции» должен быть картофель (это известно еще с «колумбовских» времён). В кино это были обычные клубни с «глазками» (почками). Уотни разрезал их на части (каждая с 2–3 глазками), подсушил (несколько часов), чтобы срезы затвердели, но не загнили, и высадил в грунт.
Полив и вода
Самый сложный момент. На Марсе воды нет… На самом деле, есть (и даже в виде льда на полюсах), но не в жидком виде. Единственный выход — её производство с помощью химической реакции.
«Марсианин» сжигал ракетное топливо (гидразин — N₂H₄) из посадочного модуля. 1 литр жидкого гидразина даёт около 2 литров воды. Если бы за это взялся я, взорвал бы станцию и на этом эксперимент с выращиванием картофеля закончился бы.
Ракетное топливо — сильный яд и, кроме того, легко воспламеняется. В реальной жизни такие эксперименты может проводить только подготовленный персонал и только в специальных лабораториях с мощной защитой. Тем не менее, теоретически получить воду из гидразина можно.
Итак, в результате эксперимента герой фильма получил несколько десятков литров воды. Воду распределял равномерно по грядкам (капельный полив). Избыток влаги не допускал — корни картофеля не переносят переувлажнения.
Контроль среды
В жилом модуле обеспечиваются ключевые условия для выращивания растений.
Давление и атмосфера: давление как на Земле есть, кислород (O₂) для дыхания растений и человека есть, CO₂ (полезен для фотосинтеза) тоже есть.
Температура: поддерживается на уровне +15…+25 °C (оптимально для выращивания картофеля).
Освещение: марсианский солнечный свет проникал через купол — недостаточно. Дополнительно: внутреннее освещение модуля. Напомним, картофель — культура длинного дня, ему нужно 12–16 часов света в сутки.
Вентиляция и влажность: в модуле необходима постоянная циркуляция воздуха — на марсианской станции такая система есть (должна быть).
Уход за посадками
Уотни регулярно поливал растения, следил за ростом ботвы, пропалывал грядки. Цикл от посадки до первого урожая составил 90–120 дней. Он может быть больше или меньше в зависимости от сорта картофеля на посадку.
Урожай марсианский огородник разделил на две части — одну для питания, другую в качестве посадочного материала.
Подводим итоги: какие условия обязательно должны быть соблюдены для получения урожая на Марсе?
Чтобы картофель дал урожай (как в фильме, так и в реальных условиях), нужно:
Почва/субстрат: рыхлая, дренированная, pH 5,0–6,5. Минералы + органика (компост/фекалии).
Вода: 500–700 мм условных «осадков» за сезон, полив равномерный, без застоя. Производится искусственно (гидразин или рециклинг).
Температура: почва +8…+12 °C для прорастания, воздух +15…+25 °C.
Свет: 12–16 ч/сутки, интенсивный (нужна досветка).
Питание: NPK (азот, фосфор, калий) + микроэлементы. Человеческие отходы работают как удобрение (но лучше их все-таки компостировать 1–2 месяца, чтобы убить патогены).
Атмосфера: контролируемая, СO₂ + O₂ для корней.
Защита: от радиации, пыли, перепадов давления — выращивание возможно только внутри модуля.
Кино и реальность
Итак, возможно ли в реальности вырастить картофель на Марсе? Да, такая возможность есть. Но использовать точь-в-точь инструкцию, которую Марк Уотни даёт в фильме, не получится. Во-первых, прямое внесение свежих фекалий рискованно. То же можно сказать и о прямом использовании в качестве грунта марсианской почвы.
И, тем не менее, NASA проводила схожий эксперимент (на Земле, разумеется) и получила положительный результат. Картофель неприхотлив, даёт хороший урожай, высокий выход калорий и легко размножается (вегетативно).
В любом случае, фильм продемонстрировал: главное в выращивании картофеля на Марсе — не техника, а знания, терпение и умение импровизировать (решить задачу из того, что есть под рукой).
