Выращивания гороха в искусственной марсианской почве
Когда мы отправимся на другую планету, перед нами встанет следующая задача — как выжить. Эммануэль Мендоса начал решать эту проблему в гараже своих родителей в выпускном классе средней школы. "Меня всегда интересовали пилотируемые космические системы, в частности, то, как мы растем и как люди живут в долгосрочной космической среде", - говорит Мендоса, студент аэрокосмического факультета Техасского университета A&M. Этот интерес начался с научного проекта старшеклассников, в ходе которого они проверяли, сможет ли редис расти в марсианском реголите (имитация марсианской почвы). Сегодня он перешел из гаража в лабораторию судебной экспертизы по энтомологическим исследованиям (FLIES) в Техасском университете A&M, где он экспериментирует с выращиванием гороха в искусственной марсианской почве с помощью черных мух-солдатиков.
Во время учебы на первом курсе в A&M Мендоса просматривал веб-сайт исследовательской программы Aggie в поисках возможности для проведения студенческих исследований, которые позволили бы ему объединить свои интересы в области аэрокосмической техники и устойчивого сельского хозяйства. Один проект привлек его внимание. Ной Лемке, аспирант Техасского университета A&M, изучал черных мух-солдатиков под руководством профессора энтомологии доктора Джеффри Томберлина. "Число черных мух—солдат растет из—за их способности расщеплять практически любые органические вещества - фекалии, отходы жизнедеятельности животных, органические отходы растительного происхождения - множество вещей, которые, как правило, бесполезны", - сказал Мендоса. В качестве побочного продукта переваривания этого биоматериала личинки черной мухи-солдатика выделяют экскременты, которые по сути являются отходами жизнедеятельности насекомых.
"Благодаря тому, как работает их кишечник, это действительно хорошая добавка к почве, как удобрение для растений", - говорит Мендоса. "Я увидел это и подумал, что если вы можете использовать это для растений, то что мешает вам использовать его с чем-то, что обычно не поддерживает жизнь?" С тех пор Мендоса экспериментирует с выращиванием гороха в почве Martial, используя различные количества дерновины. Он выращивал горох в горшках с обычной и марсианской почвой и экспериментировал с использованием от 0% до 100% экскрементов. К его удивлению, зеленые стручки проросли из красного реголита. Мендоса обнаружил, что превышение 50% frass может нарушить способность растений к росту, но добавление 10% frass в марсианскую почву было оптимальным количеством для роста растений. "Это говорит нам о том, что frass используется почвой. Это также показывает нам, что растения определенно извлекают что-то из почвы", - сказал он. "Это определенно показывает, что марсианский реголит не настолько инертен, чтобы растения не могли расти. Это показывает нам, что в марсианском реголите есть определенная функциональность, определенная полезность".
Даже при 0%-ном содержании окиси азота он наблюдал цветение и рост стручков у растений, выращенных полностью в марсианской почве. "Это было действительно интересно. Это показывает, что растения очень устойчивы. Они могут научиться выращивать растения на Марсе, которые будут процветать и расти даже в самых суровых условиях, и что мы можем многое сделать, используя то, что у нас уже есть, и уже существующие виды", - сказал он. "И мы можем многое сделать, чтобы сделать эти условия более благоприятными". Мендоза представил свои результаты на конференции Американского энтомологического общества в 2023 году в Вашингтоне, округ Колумбия Помимо специализации в области аэрокосмической инженерии, Мендоса имеет двойное высшее образование в области управления сельскохозяйственными системами и математики. Он надеется, что его образование и умение отстаивать свои интересы выведут его на передовые позиции в области устойчивого сельского хозяйства — как для космоса, так и для Земли.
"Рассматривая долгосрочную работу, не обязательно связанную с космосом, мы должны найти дополнительные добавки к почве для выращивания растений на Земле, чтобы продолжать вести устойчивое сельское хозяйство", - сказал Мендоса. "Нам нужно иметь возможность выращивать растения в условиях, в которых мы раньше их не выращивали, и я думаю, что именно здесь это и нужно, потому что марсианский реголит самый твердый. Если вы сможете освоить это, то, я думаю, вы сможете вернуться назад и разработать новые эффективные методы ведения сельского хозяйства для выращивания растений на Земле". Сейчас, на втором году своих экспериментов, он сосредоточен на анализе почвы и массы растений. О каждом комнатном растении гороха он собирает данные, которые касаются сельского хозяйства, энтомологии и аэрокосмической техники. "Я хочу сосредоточиться на жизнеобеспечении и научном аспекте питания астронавтов в их профессиональной деятельности. Я хочу создать систему, которая продемонстрирует, что это возможно в условиях невесомости", - сказал Мендоса. Пока он не начнет создавать эту систему, он продолжает выращивать растения и собирать данные о том, как личинки мух могут стать золотым билетом человечества к выживанию.
