Результаты оказались многообещающими

Научная организация под названием Международный центр картофеля и американскок аэрокосмическое агентство NASA провели эксперимент по выращиванию картошки в условиях, приближенных к марсианским. Несмотря на характерную для Марса сухую почву, необычный воздух и низкое атмосферное давление, многим сортам удалось успешно прорасти.

Об эксперименте сообщалось ещё в начале прошлого года, когда специалисты , наиболее подходящие для выращивания в «марсианских» условиях. Около половины этих сортов были выведены искусственно таким образом, чтобы требовать мало воды и быть невосприимчивыми к вирусам. Прочие сорта, которые были отобраны для эксперимента произрастают в Андах - они способны расти на каменистой почве в засушливой местности и хорошо переносят резкие климатические изменения.

Учёные посадили картофель в специальной «теплице» на базе спутника CubeSat. Внутри этой установки располагалась земля из пустыни Пампа де ла Хойя (одного из самых засушливых мест на Земле), Атмосферное давление, а также состав атмосферы соответствовали «марсианским», температура воздуха также соответствовала той, что обычно наблюдается на Красной планете. В почву добавлялись характерные для марсианского грунта минералы.

Эксперимент показал, что вырастить картофель на Марсе, скорее всего, реально,однако для этого потребуется предварительно насытить почву питательными веществами и разрыхлить ее - в этом случае клубни будут получать достаточное количество воды и кислорода.

Подобные эксперименты специалисты проводят, чтобы выяснить, сколь высоки будут шансы действительно растить те или иные продукты питания на Марсе - к примеру, если на Марс будет отправлена экспедиция, и подобный «огород» позволил бы обеспечивать пищей её участников.

В середине прошлого года специалисты из Голландии , что им удалось вырастить на почве, аналогичной марсианскому грунту, редис, горох, рожь и помидоры, причём все эти продукты оказались пригодны для употребления в пищу.

Будущие колонии на Марсе, которые рассчитывают создать жители Земли, потребуют от первых поселенцев не только смелости и выносливости, но и способности обеспечивать себя продуктами питания. Чтобы сделать эту задачу выполнимой, специалисты Международного центра картофеля начали в 2016 году эксперимент по выращиванию растения в экстремальных условиях. Проведя ряд опытов, они выступили с заявлением , что, по предварительным данным, картофель может расти в сухой, полной солей почве в условиях атмосферы Красной планеты.

Чтобы проверить, сможет ли картофель приспособиться к подобной среде, учёные использовали контейнер, созданный специалистами Инженерно-технического университета (UTEC) в Лиме на основе небольшого спутника CubeSat. В нём разместили почву, похожую по свойствам на марсианскую, — сухие, богатые солью образцы взяли из пустыни Пампас де ла Хойя на юге Перу.

В установке воссоздали состав атмосферы Марса — в ней 95% углекислого газа и только около 1% кислорода.

Давление в камере тоже установили соответствующее, более чем в 100 раз меньше земного. Также исследователи сымитировали ночную и дневную температуру на Красной планете — с резкими перепадами. Почву поливали водой, насыщенной питательными элементами.

Одновременно экспериментаторы следили за тем, как будут расти в тяжёлых условиях разные виды картофеля. Так им удалось определить наиболее стойкие. Процесс появления ростков на клубнях записывали на видео.

«Вырастить картофель в условиях, сходных с Марсом, — это важная часть эксперимента, — рассказал исследователь Хулио Вальдивия-Сильва из UTEC. — Мы хотим выяснить, каковы минимальные требования для его роста».

Исследовательскую группу интересует не только то, как переселенцы будут обеспечивать себя едой на другой планете.

Отбор самых стойких видов картофеля, утверждают они, поможет справиться с угрозой голода на Земле.

По их убеждению, самые неприхотливые виды помогут прокормиться жителям тех уголков нашей планеты, где уже произошли или вскоре ожидаются неблагоприятные климатические изменения и урожайность сельскохозяйственных культур находится под угрозой.

  • pixabay.com

Огород со свинцом и ртутью

Одновременно другие исследовательские группы успели позаботиться не только о наличии еды у покорителей космоса, но и о её разнообразии.

Специалисты Вагенингенского университета в Нидерландах занимаются этой проблемой с 2013 года. Тогда был дан старт целой серии экспериментов, посвящённых тому, чтобы выяснить, как можно выращивать съедобные растения на Луне и Марсе.

Начали учёные с того, что посадили 10 видов растений: 6 зерновых и 4 вида овощей. Чтобы воссоздать марсианскую почву, использовались образцы с вулкана Мауна-Лоа. А для имитации лунной образцы были взяты из пустыни в штате Аризона. Опыт оказался удачным: растения взошли.

Исследователи установили, что хуже всего растениям пришлось бы на Луне. Однако нидерландские специалисты не пытались изменить состав атмосферы, в которой испытывали потенциал растений. Согласно их заключениям, растения придётся выращивать под своеобразным колпаком. Воздух там будет подобен земному. Кроме того, учёные защитят сельхозкультуры от вредных влияний газовой оболочки Марса и от радиации.

  • pixabay.com

Впрочем, выращенные в результате опыта растения учёные тогда попробовать не рискнули: они посчитали, что плоды, которые дала «марсианская» почва, опасны из-за повышенного содержания в ней свинца, мышьяка, ртути и железа.

Лишь в июле 2016 года группа из Вагенингенского университета впервые попыталась выяснить, съедобны ли выращенные «на Марсе» овощи, злаки и бобы. Оказалось, что содержание потенциально опасных веществ в редисе, горохе, ржи и помидорах не превышает допустимого.

Сейчас исследователи продолжают опыты и экспериментируют с живыми организмами. В феврале 2017 года группа исследователей начала наблюдать за жизнью червей в изучаемой почве. Специалисты кормят их остатками прошлогоднего «марсианского» урожая. О промежуточных результатах пока не сообщается. Стоит, однако, отметить, что успех подобного опыта будет означать, что на Марсе или Луне можно создать хотя бы небольшую самоподдерживающуюся экосистему.

Главного героя фильма забывают на Марсе, но он не отчаивается — выращивает на красной планете картофель и даже умудряется взлететь на космическом корабле без иллюминаторов. У многих зрителей возник вопрос: возможно ли это в реальности? Мы попросили специалистов прокомментировать некоторые спорные моменты.

Неужели брезент может быть таким крепким, что все это выдержит — и бурю на Марсе, и полет? (Он ведь порвался далеко не сразу.)

Дмитрий Побединский, физик, популяризатор науки, автор видеоблога «Физика от Побединского» :

Брезент крепкий для атмосферы Марса. Она очень разреженная, давление на поверхности в 160 раз меньше, чем на Земле. Поэтому вполне вероятно, что брезент сможет выдержать такую нагрузку. Но, конечно, нужно более точно просчитывать.

Брезент в фильме, кажется, даже не порвался, а просто сполз, когда корабль почти вышел на орбиту. Возможно, от перегрузки и вибраций развязались узлы.

Можно ли вырастить картошку из марсианского грунта, удобрив его продуктами жизнедеятельности человека?

Дмитрий Побединский: Марсианский грунт состоит из неорганических соединений. Как песок. Можно ли что-то вырастить в песке? Если да, то и в марсианском грунте получится.

Алексей Сахаров, председатель Совета Союза органического земледелия:

В принципе можно, хотя, скорее всего, не так быстро. Дело в том, что в природе, даже в стерильном грунте (например, стерильном песке) содержатся все необходимые для роста растений химические элементы, но находятся они в недоступной для растений форме. Процесс создания из этих химических элементов минеральных веществ, которые будут в усваиваемой для растения форме — это процесс почти целиком и полностью связанный с деятельностью микроорганизмов. Удобрив стерильный субстрат продуктами жизнедеятельности, главный герой привнес в этот грунт биоту, которая по прошествии какого-то периода сможет из этого грунта в процессе своей жизнедеятельности создать почву, которая будет достаточно питательной для роста растений, в том числе и картофеля.

Герой Мэтта Дэймона больше года (500 сол) провел, питаясь одной картошкой, сначала подкармливая себя витаминами, но потом и они закончились. Тем не менее, у него сохранилась прекрасная улыбка, никаких признаков цинги и других проблем — разве что, похудел. Как такое возможно?

Главный внештатный специалист-диетолог Министерства здравоохранения Краснодарского края Лейла Кадырова:

Цингой заболеть, питаясь одной лишь картошкой, будет сложно. Картофель содержит в себе витамин С, который при правильном приготовлении овоща остается в нем в достаточных количествах и позволяет организму противостоять заболеванию.

«Марсианин». Кадр из фильма

Но уверяю вас, что ничего хорошего со здоровьем человека, который в течение года будет питаться только одним картофелем, не произойдет. Что такое картошка? Это достаточно сытный, крахмалосодержащий овощ, который практически не содержит в себе белков и жиров. Это углеводсодержащая пища. Если продолжительное время организм не будет получать белков, то значит, у него не будет «строительного материала» для всех жизненно важных систем организма. Человек будет ощущать слабость и нехватку энергии, снизится его работоспособность, нарушатся функции печени, нервной и кровеносной систем, поджелудочной железы. Если в рационе не будет жиров, то ухудшится работа мозга, начнутся проблемы с кишечником, могут наступить болезни суставов.

Совершенно точно, употребляя в пищу одну только картошку, умереть от голода невозможно. Но заработать многочисленные болезни иммунитета вполне реально. Организм просто растеряет свою способность бороться с вирусными инфекциями.

Герой фильма поджигает водород, чтобы сделать воду. Это действительно возможно? И можно ли попробовать сделать такое дома?

Дмитрий Побединский: При горении водорода действительно получается вода. Дома это сделать проблематично. Ведь, как минимум, нужен водород, а в магазине он не продается, все-таки взрывоопасный газ.

Что такое гравитационная праща?

Дмитрий Побединский: Гравитационная праща — это гравитационный маневр. Можно пролететь мимо планеты и построить свою траекторию таким хитрым образом, что после пролета планеты ваша скорость увеличится, причем без использования двигателей. Хитрость в том, что происходит обмен энергией движения с планетой. Скорость и энергия космического корабля увеличиваются. На такую же величину уменьшается и энергия планеты, но у нее настолько огромная масса, что уменьшение ее скорости ничтожно.

Смог бы человек выжить в аппарате, который взлетает с марса без иллюминаторов и крыши?

Дмитрий Побединский: Если жизнедеятельность человека поддерживается скафандром, то думаю да, можно взлететь и без иллюминаторов.

Почему главный герой не умер от радиации на Марсе? Особенно, используя реактор для обогрева?

Дмитрий Побединский: Для обогрева он использовал не реактор, а радиоизотопный термоэлектрический генератор. В нем радиоактивное вещество, в котором происходит медленный процесс радиоактивного распада, а не ядерная реакция. В целом, если отключить его от нагрузки, он будет выделять тепло. При этом, если его не повредить, радиационный фон вокруг него будет выше естественного, но не смертельно.

Раньше даже существовала практика установки таких штук в труднодоступных местностях — в тайге, тундре. Для питания маяков или других автономных средств связи.

Другое дело — солнечная радиация. Атмосфера на марсе разреженная, плохо от нее защищает. Но и голенькими они там не гуляли, были в скафандрах. Они от солнечной радиации способны защитить.

Действительно ли на Марсе может быть такой сильный ветер?

Дмитрий Побединский: Ветер на марсе может быть быстрый, но он очень разреженный. Поэтому самая сильная марсианская непогода максимум испортит прическу.

Чему равняется один сол?

Дмитрий Побединский: Один сол — это один марсианский день. Он почти как наш — 24 часа 39 минут 35,24409 секунды.

Откуда у «Гермеса» было столько топлива, чтобы вернуться с полпути обратно на Марс, забрать Мэтта Дэймона и полететь обратно?

Дмитрий Побединский: Чтобы летать в космосе — топливо не нужно! Вы же летите по инерции. Поэтому, используя гравитационные маневры, думаю, можно курсировать между планетами довольно долго (топливо нужно только для корректировки орбиты и для перехода с одной орбиты на другую). При таких маневрах его много не надо.

Как героям удавалось так лихо «плавать» в открытом космосе без страховочного троса?

Дмитрий Побединский: Понятия не имею. Одно неловкое движение — и ты улетишь от станции восвояси.

Что вас, как физика, смутило в фильме?

Дмитрий Побединский: Смутило то, как он, проткнув перчатку, смог управлять своим движением. Ведь если прикладывать силу не к центру тяжести, то тебя будет крутить. А найти центр тяжести довольно трудно.

Смутило, как он лихо заклеил треснувшее стекло скафандра скотчем. Тут дело даже не в крепости, а в клейкости и герметичности — как он так быстро все идеально заклеил, еще и будучи в скафандре?

Еще во всех фильмах, где космический корабль вращается, чтобы создать искусственную гравитацию, не учитывают силу Кориолиса. Она бы постоянно сталкивала вас в бок.

На Марсе гравитация в 3 раза слабее. Не заметил этого в фильме. А ведь это должно быть ощутимо: это то же самое, что весить вместо шестидесяти килограммов двадцать, например.

Еще смутило то, что присутствует освещение внутри скафандра. Любой водитель знает, что если в салоне автомобиля горит свет, то на стекле появляется отражение. Так же будет и в скафандре. От внутренней поверхности будет отражаться свет и через стекло будет плохо видно.

«Марсианин». Кадр из фильма

В последнем научно-фантастическом фильме от Ридли Скотта, звезды кино-режиссерской индустрии, был продемонстрирован астронавт будущего, который впервые вступает на неприступную поверхность Марса. Кинокартина была снята в формате 3D в стиле компании Марвел. Зритель может увидеть там новые, ранее неизвестные примеры компьютерной графики, с помощью чего режиссер воссоздаёт интересные космические явления, например марсианскую грозу.

Вся съемочная команда и видео-мейкеры непосредственно сотрудничают с ведущими учеными НАСА, чтобы суметь создать наиболее точную картину. Мы взяли интервью у ведущего учёного НАСА, Дога Майнга, о том, что он считает насчёт этого необычного вида сотрудничества.

"В целом, думаю, что получится нечто очень и очень интересное. Мы прилагаем все усилия, чтобы воссоздать всё именно так, как есть на самом деле".

Фильм: пейзаж пустынных просторов Марса выглядит очень убедительным: скалы из красного камня, обширные пространства скалистого песка, созданные из смеси цифровых эффектов и фрагментов съемок в Иордании. Соответствует ли это тому, что есть на самом деле?

Наука: "На самом деле, все макеты поверхности планеты были созданы на основе реальных фотографий Марса. У нас есть несколько космических аппаратов, и именно они помогли нам со снимками. Марс - планета, развитие и изменение которой происходит в достаточно быстрых темпах. Тем более, учитывая то, что там находится один из самых крупных вулканов в Солнечной системе. Хотя кроме вулкана есть одна долина, и если её перенести в Соединённые Штаты, то она будет простираться от Восточного до Западного побережья. Видео-мейкеры поистине проделали очень хорошую работу, создав столько детальную картину".

Фильм: в фильме астронавт Марк Уотни (Даймон) сажает и выращивает картошку на Марсе, используя марсианский грунт и импровизированную систему орошения.

Наука: "Я уже предугадывал, что можно было бы сделать, придя я на работу в НАСА на 30 лет позже", - сказал Майнг, доктор философских наук и почвоведения из Техасского университета. "Я уверен, что можно было бы взять немного почвы, как сделал главный герой в кино, и положить туда картошку, добавив воду. Она могла бы начать расти, если был бы где-нибудь азот".

Фильм: чтобы вырастить свой картофель, Уотни подкармливал растение посредством твердых человеческих отходов (фекалиями) как своими, так и других космонавтов. Тем самым он смог обеспечить все необходимые питательные вещества растению, в том числе и азот.

Наука: "Если бы я был на Марсе, я бы сделал тоже самое", - сказал Майнг. "Мы не делаем подобного на Земле, потому что в этом нет никакой необходимости. Тем не менее, данный факт абсолютно реален. Помимо фекалий можно использовать и мочу. В ней также много азота".

Фильм: по факту, Марс очень "сухая" планета. Чтобы обеспечить полив водой свой картофель, главный герой создал импровизированную систему поливки, где сжигал кислород из системы жизнеобеспечения в его среде обитания от оставшегося космического корабля, где был водород. Определённо, первая попытка проделать нечто подобное окончилась неудачей.

Наука: "Да, вы знаете, этот момент нам показался особенно интересным. Нет никаких сомнений, водород сгорает. И если у вас есть источник кислорода, вы можете потенциально произвести воду. В теории, это действительно работает, но сделать это в тех условиях, в которых оказался главный персонаж, очень и очень затруднительно", - сказал Майнг.

Фильм: марсианские пыльные бури сопровождаются молниями и торнадо, появляющимися внезапно. Это действительно правда?

Наука: "Да, главный герой находится именно в одной из подобных областей. Там очень часто происходят пыльные бури. Они, можно сказать, охватили всю планету. Но данное явление происходит довольно быстро. Если бы мы в реальности оказались там, то наши аппараты смогли бы предвидеть её, и нам удалось скрыться".

Фильм: в кадре нашему глазу часто попадается шести колесный автомобиль, который выглядит ужасно знакомым. Почему в кино все космические аппараты и марсианские роверы имеют шесть колес?

Наука: "Подвеска таких кораблей без проблем может двигаться и вверх, и вниз", - говорит Майнг. "Если случается ситуация, когда одно из колес вдруг окажется не на земле, то это никак не помешает работе пяти другим. Абсолютно все космические аппараты на Марсе имеют именно 6 колес. Для будущих пилотируемых миссий, эта вещь очень важна".