В 1960-е годы из репродукторов советских радиоприемников нередко лилась песня: «И на Марсе будут яблони цвести». Ее слушали с энтузиазмом, так же как и ту, где обещали, оставить «наши следы» на «пыльных тропинках далеких планет». Верили – так и будет.
Прошли годы. Яблони на Марсе так и не зацвели, а вот на пыльных тропинках, правда, не далеких планет, а «всего лишь» Луны следы остались, только не советские, а американские. Поэтому песни эти стали восприниматься, как насмешка над непомерными космическими амбициями СССР, которые может быть и реализовались бы, да не стало главного конструктора Сергея Королева и Никита Хрущев ушел со своего поста «самого главного» в СССР.
А без тандема двух пассионариев: лидера космонавтики и лидера государства (чем по типу Королева-Хрущева были благословлены США в виде Вернера фон Брауна и Джона Кеннеди) космическая отрасль, как свидетельствует печальный опыт СССР/России, да во многом и Соединенных Штатов, может только затирать до дыр околоземное пространство.
Впрочем, инновационный и предпринимательский дух американской нации, зародившийся в ней еще во времена покорения Дикого Запада, все-таки взял верх над застоем и безынициативностью, и США нацелились в «дальний» космос, за пределы лунной орбиты, к астероиду и Марсу.
Что же касается России, то она по-прежнему продолжает усиленно гордится каждой «неизбежной космической победой» в виде старта и посадки космического корабля «Союз», не забывая отметить, что это «самый надежный» и «единственный в мире корабль, который может доставить людей на МКС», но при этом, скромно умалчивая о том, что этому кораблю скоро исполнится полвека.
«Времена меняются и мы меняемся вместе с ними»
Главный интерес, который вызывает Марс, связан с возможностью его колонизации. Колонизировать не то, что другую планету, а даже новую территорию на Земле, невозможно без того, чтобы начать производить там продукты питания. Их может дать только земледелие и животноводство.
Поскольку выращивать коров и баранов сложнее, чем морковку и укроп, да и без витаминов, поступающих со свежими овощами и фруктами, прожить труднее, чем без мяса, то ученые естественно в первую очередь попробовали ответить на вопрос: а можно ли в почве Марса выращивать плодоовощные культуры? До этого считалось, что без гидропоники или почвы, доставленной с Земли, сделать это на Красной планете нельзя.
Попробовали и оказалось, что не просто можно. Марсианский грунт по растительной производительности оказался даже эффективнее, чем та земная почва, которая небогата питательными веществами. Данные этого эксперимента были опубликованы в англо-американском научном журнале PLOS ONE.
Красная планета в земной лаборатории
Воспроизвести ее там оказалось не так и сложно. Впервые марсианская почва была получена в земных условиях в 1998-м году на основе результатов исследования грунта Красной планеты автоматическими аппаратами «Викинг» и «Пэсфайндер».
Ученые взяли вулканический пепел с Гавайских островов, простерилизовали его, а затем еще и профильтровали для того, чтобы прошедшие через фильтр частицы совпадали по размеру с теми, из которых состоит марсианская почва. Получилась физико-химическая модель, максимально приближенная к действительности.
Кстати, любой, кто захочет повторить эксперимент, может без труда это сделать. Искусственно созданный марсианский грунт можно купить у фирмы-производителя Orbitec по цене семь с половиной долларов за 50 граммов.
Внеземная ботаника
Исследования проводились в университете голландского города Вагенинген. Культуры высеивались в песчаные почвы, приближенные по своим характеристикам к тем, которые есть на Луне и Марсе. Для сравнения посев также производился в почву с берегов Рейна, известную своей органической и минеральной обедненностью.
В ходе предшествующих экспериментов ученые смогли успешно вырастить анаэробные, не нуждающиеся в кислороде бактерии в смоделированной марсианской почве. Для этого они снабжали микроорганизмы двуокисью углерода, водородом и небольшим количеством воды, то есть всеми теми компонентами, которые присутствуют в окружающей среде Красной планеты.
Один очень важный для органической жизни компонент, правда, в марсианском грунте отсутствует. Речь идет об азоте. Но ученые нашли выход. Они посадили вместе с помидорами, рожью, пшеницей, морковью и несколькими представителями дикой флоры Нидерландов, также несколько растений, известных тем, что на их корнях живут бактерии, способные генерировать азот.
Марс и Луна: плодородие и бесплодие
Не обошли исследователи вниманием, как уже упоминалось, и Луну. Аналогичные посевы были сделаны в смоделированную лунную, а также обедненную земную почву. Условия окружающей среды с точки зрения температуры и света были при этом максимально приближены к парниковым, что вполне естественно – без парника ни на Марсе, ни на Луне, ни в «обезжиренном» земном грунте ничего не вырастет.
Растения периодически поливались. Как мы знаем, на Марсе есть лед, а также намеки на присутствие жидкой воды, да и на Луне в районе полюсов обнаружили скопления льда. Так что у марсианских и возможно лунных колонистов будет, чем утолить «жажду» посаженных овощей и фруктов.
Ученые установили, что смоделированная в лабораторных условиях марсианская почва способна лучше обеспечить рост растений, чем почва Луны.
Флора выращивалась в течение 50 дней. В лунной почве растения проклюнулись, но дальше дело практически не пошло. Лишь некоторые из них дошли до стадии появления листьев, а большинство растений погибло.
А вот в марсианской почве эффект был прямо противоположным, несмотря на недостаток азота. Более 79% из посаженных растений взошли и дожили до конца 50-дневного эксперимента. Более того, половина саженцев пшеницы и салата достигли даже стадии цветения.
Не подвели и растения с «азотопроизводящими» бактериями. Более 50% из них выжили. Это хорошие новости, ибо они также могут быть использованы в пищу вместе с традиционными овощами и фруктами.
Любопытный факт: растения, посеянные в смоделированную марсианскую почву, росли там лучше и быстрее, чем те, которые были посажены для сравнения в грунт с берегов Рейна.
Нотка скепсиса в симфонии восторга
Итак, «отбросив в сторону сомнений фарс, засеем рожью мы планету Марс»? Не спешите.
Во-первых, ученые, проводившие эксперимент, не до конца уверены, что вместе с вулканическим пеплом в модель марсианской почвы не попали какие-нибудь питательные вещества, которых нет на Марсе, но которые помогли растениям, задействованным в эксперименте, взойти быстрее.
Во-вторых, «Кьюриосити» обнаружил в грунте Марса весьма токсичные компоненты, называющиеся перхлораты. В смоделированной почве их не было. В-третьих, «азотопроизводящие» бактерии, которые помогают растениям прижиться в марсианском грунте, могут погибнуть или потерять свою производительность в условиях Красной планеты.
В-четвертых, не до конца ясно воздействие, которое может оказать на земные растения ослабленная на 60% по сравнению с Землей гравитация Марса. То же самое можно сказать и о повышенном по сравнению с земным радиационным фоном Красной планеты. И еще множество других более мелких, но не менее важных вопросов, на которые нужно ответить, прежде чем послать на Марс садоводов и хлеборобов: как построить там парники, как их отапливать, достаточно ли там льда, чтобы натопить из него нужное количество воды?
Но идея колонизации Марса тем и привлекательна, что для ее осуществления придется придать сильнейший импульс развитию самых разных отраслей человеческих знаний: от физики, химии и биологии до машиностроения, материаловедения и электроники, что принесет человечеству блага еще до того, как его представители станут строить на Красной планете свое первое поселение.