Veszélyek és lehetőségek – sci-fi főszereplője a burgonya a Marson

A 2015-ös kasszasiker, „A marslakó” (Andy Weir 2011-es, azonos című regénye alapján) Mark Watney űrhajós Marson való túlélésért folytatott küzdelmét és a mentőakciókat meséli el. Ezek célja, hogy hazahozzák, miután csapata küldetésének megszakításakor hátrahagyták. A történet egy részét Watney azon törekvésének szenteli, hogy burgonyatermesztéssel tartsa életben magát a Marson. De vajon ez tényleg lehetséges lenne?

A Warwicki Egyetem egyik kutatási prioritása a lakhatóság feltárása saját világunkban és azon túl. Ares Osborn, a Warwick asztrofizikai csoportjának munkatársa ennek a témának egy aspektusát vizsgálja – az élelmiszer-termesztést a Marson.

Az élelmiszerek Marsra küldésével kapcsolatban számos bonyodalom merül fel: többek között a hasznos teher, az eltarthatóság és a lebomlás, a hűtés, a tápanyagminőség és a kalóriatartalom, valamint a táplálkozási preferenciák. Nyugodtan kijelenthető, hogy ha valamikor a távoli jövőben félig-meddig vagy véglegesen kolóniaként akarunk letelepedni a Marson, akkor meg kell tanulnunk, hogyan gazdálkodjunk a bolygón, és hogyan termeljük meg azt, amire ott tartózkodásunk alatt szükségünk van.

A filmben vizsgált burgonyatermesztés támogatható a marsi talajon?

A Marslakó című filmben Watney egy nagy, henger alakú, átlátszó műanyag fóliával lezárt teret hoz létre, amelybe 126 négyzetméternyi marsi talajt rak le. A burgonya trágyázásához Watney a Marson található egyetlen szerves anyaghoz, az emberi hulladékhoz fordul. Ezt a bázison kívül, fóliacsomagokban tárolta, és az összes hulladékot vízzel rehidratálja, hogy iszapot hozzon létre.

Valóságos ez? A Földön végzett kísérletek szerint a növények sikeresen csíráznak a Hold és a Mars talajszimulánsaiban. A Mars talajszimulánsai jobban megtartják a vizet, mint a földi talaj, és jobban fejlődnek a növényfajok. A reaktív nitrogén kivételével minden, a növények növekedéséhez szükséges ásványi anyagot elég nagy mennyiségben találtak a növényi élet fenntartásához. Ez a Földön általában szerves anyagokban van jelen, de a Marson természetesen nincs. Ehhez tehát trágyázásra van szükség, és az egyetlen szerves anyag, amely Mark Watney számára elérhető, természetesen az emberi hulladék.

Kórokozók és mérgek

De az emberi hulladékkal együtt járnak az emberi kórokozók is – itt a Földön nem szívesen ennénk meg az így termesztett zöldségeket. Szerencsére A marslakó forgatókönyvében a hulladékot kiszárítják, és fagyasztva szárítják, majd kiteszik a Mars fagypont alatti hőmérsékletének, ami elpusztítja az esetlegesen jelenlévő kórokozókat. Így Watney nyugodtan trágyázhatja a burgonyáját a legénység hulladékában lévő nitrátokkal és más elemekkel, amelyekből a marsi talajban kevés van.

Maga a marsi talaj azonban tartalmaz egy másik, az emberi egészségre veszélyes anyagot is – a perklorátok nevű kémiai vegyületek egy csoportját. Ezeket először a NASA Phoenix Lander találta meg a sarkvidéki marsi talajban, és a Curiosity is megtalálta a Gale-kráterben. Bár a felfedezett félszázaléknyi perklorát nem tűnik soknak, az emberre mérgező lenne. A perklorátokat még nem fedezték fel, amikor A marslakó eredetileg íródott, és a filmben sem szerepeltek, de a szerző, Andy Weir azóta egy interjúban kitért erre. „Szó szerint egyszerűen ki lehet öblíteni őket a talajból. Megmosni a talajt, vízbe áztatni, és a víz kimossa a perklorátokat” – állítja. Ezt azért lenne fontos megtenni, mert a kezeletlen talajban termesztett növények felhalmoznák a perklorátokat, és a növények fogyasztásával a mérgeket is bevennénk.

Milyen egyéb problémákkal szembesülhet még a marsi burgonya?

A burgonya napimádó, ezért a legjobb növekedés érdekében olyan helyre kell ültetni, ahol teljes napfény éri. A Marson ez problémát jelent. A vörös bolygó messzebb van a Naptól, mint a Föld, és a Nap maximális fényessége a Marson körülbelül 44%-kal kisebb, mint a Földön – ez a tél közepén Észak-Kanadában tapasztalható napfényhez hasonlítható. A Devon-sziget egy olyan hely a Földön, ahol a Mars egyenlítőjéhez hasonló a napsugárzás, így a Mars analóg fényviszonyai mellett kiválóan alkalmas a növénykutatásra.

Az Arthur Clarke Mars-üvegházat azért építették itt, hogy a Mars kihívásaihoz kapcsolódó extrém környezeti tudományos kutatásokat és műveleteket végezzenek, és a jövőben a növények tűrőképességének határait is megismerjük.

És mi van a gravitációval?

Bár Watney termesztőtere A marslakó című filmben nem üvegház, a növények körül fényeket helyeztek el. Feltételezhetjük, hogy ezek termesztő lámpák, hiszen Watney már azelőtt is végzett botanikai kísérleteket a Marson, hogy ott ragadt volna. Így talán mégiscsak elég fényt kapnak a napimádó burgonyák – de vajon lesz-e elég gravitációjuk?

A Mars gravitációja csak egyharmada a földi gravitációnak, mi történik tehát a földinél kisebb gravitáció mellett termesztett növényekkel? A növények gyökerei az auxin nevű hormon miatt tudnak „lefelé” nőni. A Nemzetközi Űrállomáson végzett kísérletek azt mutatják, hogy az auxin még mindig függőlegesen oszlik el a mikrogravitáció alatt termesztett növényekben, ami azt mutatja, hogy a normális növekedés továbbra is lehetséges.

A részleges gravitáció szimulálására véletlenszerű pozícionáló gépeket lehet használni, amelyekkel a csírázó magvakat a Hold és a Mars gravitációs szintjén lehet tesztelni a földi gravitációs kontrollhoz képest. Míg a növények növekedése a Hold gravitációjában szenved, a növények növekedése a Mars gravitációjában hasonló lehet a földi kontrollhoz, ami arra utal, hogy a Mars alacsonyabb gravitációja nem jelent problémát. Egyes tanulmányok azonban kimutatták, hogy az alacsony gravitáció stresszt okoz a növényi sejtekben, így a végeredmény hosszú távon nem egyértelmű.

Watney útjának vége és a miénk kezdete?

A The Martian című filmben a burgonyát 48 sol (egy marsi nap – 24 óra 39 perc hosszú – után sikeresen betakarítják, de a vállalkozás sikere nem tart sokáig: Watney burgonyatermesztésének hirtelen vége szakad, amikor a lakhelyének eleje lerobban, és az egész termést kiteszi a marsi levegőnek. Ugyanaz a nagy hideg, amely a műtrágyát biztonságossá tette, most a vesztét okozza, a burgonya egy pillanat alatt elfagy, a talaj pedig sterilizálódik.

A Marsbéli egy sci-fi mű. Jelenleg a legénységgel végrehajtott marsi küldetés inkább távoli kilátás, mint valóság. Ha mégis eljutunk oda, a Marson való termesztésre tett kísérletek valószínűleg inkább szigorúan ellenőrzött és intenzív erőforrással ellátott csapatmunkát jelentenek majd, mintsem kétségbeesett improvizációt. De mint sok jó sci-fi, ez a történet is rávilágít néhány olyan kihívásra, amellyel az emberiség egy napon találkozhat, és arra, hogyan lehet ezeket leküzdeni. Segít megérteni mind az új veszélyeket, mind a jövő új lehetőségeit.

(Forrás: warwick.ac.uk)