Резултатите са обещаващи
Научна организация, наречена Международен център за картофи, и американската аерокосмическа агенция НАСА проведоха експеримент за отглеждане на картофи в условия, близки до марсианските. Въпреки сухата почва, характерна за Марс, необичайния въздух и ниското атмосферно налягане, много сортове успяха да покълнат успешно.
За експеримента беше отчетено още в началото на миналата година, когато специалистите са най-подходящи за отглеждане в "марсиански" условия. Около половината от тези сортове са изкуствено отгледани, за да изискват малко вода и да бъдат устойчиви на вируси. Други сортове, избрани за експеримента, растат в Андите - те могат да растат на камениста почва в сухи райони и понасят добре внезапни климатични промени.
Учените са засадили картофи в специална "оранжерия", базирана на спътника CubeSat. Вътре в тази инсталация имаше земя от пустинята Пампа де ла Хоя (едно от най-сухите места на Земята), атмосферното налягане, както и съставът на атмосферата, съответстваха на „марсианските“, температурата на въздуха също съответстваше на които обикновено се наблюдават на Червената планета. В почвата са добавени минерали, характерни за марсианската почва.
Експериментът показа, че най-вероятно е възможно да се отглеждат картофи на Марс, но това ще изисква първо насищане на почвата с хранителни вещества и разхлабване - в този случай клубените ще получат достатъчно вода и кислород.
Специалистите провеждат подобни експерименти, за да разберат колко големи ще са шансовете наистина да се отглеждат определени храни на Марс – например, ако на Марс бъде изпратена експедиция и подобна „градина“ ще осигури храна за участниците в нея.
В средата на миналата година специалисти от Холандия успяха да отгледат репички, грах, ръж и домати на почва, подобна на марсианската, и всички тези продукти се оказаха подходящи за консумация от човека.
Най-новият научно-фантастичен филм на звездния филмов режисьор Ридли Скот показа футуристичен астронавт, който стъпва на грапавата повърхност на Марс за първи път. Филмът е заснет в 3D в стила на Marvel. Там зрителят може да види нови, непознати досега примери. компютърна графика, с чиято помощ режисьорът пресъздава интересни космически явления, като марсианска гръмотевична буря.
Целият снимачен екип и създателите на видеоклипове работят директно с най-добрите учени на НАСА, за да създадат възможно най-точната картина. Интервюирахме водещия учен на НАСА, Дог Мийнг, какво мисли той за този необичаен вид сътрудничество.
"Като цяло мисля, че ще бъде нещо много, много интересно. Работим усилено, за да пресъздадем всичко точно както е."
Филм: Пейзажът на пустинята на Марс изглежда много убедително: червени скални скали, огромни пространства от скалист пясък, създадени от смесица от цифрови ефекти и кадри от Йордания. Съответства ли на това, което действително има?
Наука: "Всъщност всички модели на повърхността на планетата са създадени на базата на реални снимки на Марс. Имаме няколко космически кораба и те ни помогнаха със снимките. Марс е планета, която се развива и променя с доста бързи темпове. Особено , като се има предвид, че там се намира един от най-големите вулкани в слънчева система. Въпреки че има една долина освен вулкана, и ако тя бъде прехвърлена в Съединените щати, тогава тя ще се простира от източното до западното крайбрежие. Създателите на видеоклипове наистина свършиха много добра работа, за да създадат толкова детайлна картина."
Филм: Във филма астронавтът Марк Уотни (Деймън) засажда и отглежда картофи на Марс, използвайки марсианска почва и импровизирана напоителна система.
Наука: „Вече предвидих какво може да се направи, ако дойда в НАСА 30 години по-късно“, каза Мийн, доктор по философия. „Сигурен съм, че бихте могли да вземете малко пръст, както направих аз главен геройкъм киното и сложете там картофи, като добавите вода. Можеше да започне да расте, ако някъде имаше азот."
Филм: За да отгледа своите картофи, Уотни захранва растението с твърди човешки отпадъци (фекалии) както от собствените си, така и от други астронавти. Така той успя да осигури всички необходими хранителни вещества на растението, включително азот.
Наука: „Ако бях на Марс, щях да направя същото“, каза Мийн. "Ние не правим това на Земята, защото няма нужда от това. Този факт обаче е абсолютно реален. Освен фекалии може да се използва и урина. В нея също има много азот."
Филм: всъщност Марс е много "суха" планета. За да осигури вода за своите картофи, главният герой създава импровизирана система за напояване, където изгаря кислород от системата за поддържане на живота в своето местообитание от останалия космически кораб, където има водород. Разбира се, първият опит да се направи нещо подобно завърши с неуспех.
Наука: „Да, знаете, намерихме това за особено интересно. Няма съмнение, че водородът гори. И ако имате източник на кислород, потенциално можете да произвеждате вода. На теория работи, но го правите при условията в който попадна главният герой е много, много трудно", каза Миинг.
Филм: Марсианските прашни бури са придружени от светкавици и торнада, които се появяват внезапно. Наистина ли е вярно?
Наука: „Да, главният герой е в една от тези области. Прашните бури се случват много често там. Може да се каже, че са обхванали цялата планета. Но това явлениестава доста бързо. Ако наистина бяхме там, нашите устройства щяха да го предвидят и ние успяхме да избягаме."
Филм: В кадъра окото ни често хваща кола с шест колела, която изглежда ужасно позната. Защо всички космически кораби и марсиански роувъри във филмите имат шест колела?
Наука: „Окачването на такива кораби може да се движи нагоре и надолу без никакви проблеми“, казва Мийн. "Ако има ситуация, когато едно от колелата изведнъж не е на земята, тогава това няма да попречи на работата на останалите пет. Абсолютно всички космически кораби на Марс имат точно 6 колела. За бъдещи пилотирани мисии това нещо е много важно."
Бъдещите колонии на Марс, които жителите на Земята очакват да създадат, ще изискват от първите заселници не само смелост и издръжливост, но и способност да се снабдяват с храна. За да стане тази задача осъществима, експерти Международен центъркартофи започна през 2016 г. експеримент за отглеждане на растението в екстремни условия. След като проведоха серия от експерименти, те направиха изявление, че според предварителните данни картофите могат да растат в суха, солена почва в условията на атмосферата на Червената планета.
За да проверят дали картофите могат да се адаптират към такава среда, учените са използвали контейнер, създаден от специалисти от Университета за инженерство и технологии (UTEC) в Лима на базата на малък сателит CubeSat. Те поставиха почва, подобна по свойства на марсианската - сухи, богати на сол проби бяха взети от пустинята Пампас де ла Хоя в Южно Перу.
Инсталацията пресъздаде състава на атмосферата на Марс - съдържа 95% въглероден двуокиси само около 1% кислород.
Налягането в камерата също беше зададено подходящо, повече от 100 пъти по-малко от земното. Изследователите също симулираха нощни и дневни температури на Червената планета - с резки спадове. Почвата се полива с вода, наситена с хранителни вещества.
В същото време експериментаторите наблюдаваха как ще растат в трудни условия. различни видовекартофи. Така успяха да определят най-упоритите. Процесът на поникване на кълнове върху грудките е записан на видео.
„Отглеждането на картофи в условия, подобни на тези на Марс, е важна част от експеримента“, каза изследователят Хулио Валдивия-Силва от UTEC. Искаме да разберем какви са минимални изискванияза неговия растеж.
Изследователският екип се интересува не само от това как заселниците ще си осигурят храна на друга планета.
Те твърдят, че изборът на най-устойчивите видове картофи ще помогне за справяне със заплахата от глад на Земята.
Според тях най-непретенциозните видове ще помогнат за изхранването на жителите на онези части на нашата планета, където вече са настъпили или скоро се очакват неблагоприятни климатични промени и добивите са застрашени.
- pixabay.com
Градина с олово и живак
В същото време други изследователски групи успяха да се погрижат не само за наличието на храна за покорителите на космоса, но и за нейното разнообразие.
Специалисти от университета Вагенинген в Холандия работят по този проблем от 2013 г. Тогава беше стартирана цяла поредица от експерименти, за да се разбере как да се отглеждат ядливи растения на Луната и Марс.
Учените започнаха със засаждане на 10 вида растения: 6 зърна и 4 вида зеленчуци. За пресъздаване на марсианската почва са използвани проби от вулкана Мауна Лоа. И за да се симулира луната, пробите са взети от пустинята в Аризона. Опитът беше успешен: растенията поникнаха.
Изследователите установили, че най-лошото нещо за растенията би било на Луната. Въпреки това холандските експерти не се опитаха да променят състава на атмосферата, в която тестваха потенциала на растенията. Според техните заключения растенията ще трябва да се отглеждат под своеобразна шапка. Въздухът там ще бъде подобен на земята. Освен това учените ще защитават посевите от вредното въздействие на газовата обвивка на Марс и от радиацията.
- pixabay.com
Учените обаче не посмяха да опитат растенията, отгледани в резултат на експеримента: те смятаха, че плодовете, които дава "марсианската" почва, са опасни поради високото съдържание на олово, арсен, живак и желязо в нея.
Едва през юли 2016 г. екип от университета Вагенинген за първи път се опита да разбере дали зеленчуците, зърнените култури и бобовите растения, отглеждани „на Марс“, са годни за консумация. Оказа се, че съдържанието на потенциално опасни вещества в репичките, граха, ръжта и доматите не надвишава допустимата граница.
Сега изследователите продължават експериментите и експериментират с живи организми. През февруари 2017 г. група изследователи започнаха да наблюдават живота на червеите в изследваната почва. Специалистите ги хранят с остатъците от миналогодишната "марсианска" реколта. Все още няма обявени междинни резултати. Заслужава да се отбележи обаче, че успехът на подобен експеримент ще означава, че на Марс или Луната може да бъде създадена поне малка самоподдържаща се екосистема.
Днес, 8 октомври, в Русия ще се състои премиерата на филма на Ридли Скот "Марсианецът". И така, възможно ли е да се отглеждат картофи на Марс? Изследователят Брус Багби каза, че е започнал да изучава въпроса за отглеждането на собствени продукти от астронавтите през 1982 г.
Сега Багби изучава перспективите за самодостатъчност на астронавтите при създаването на първите космически колонии. На снимката по-долу можете да видите репички и маруля, растящи под светодиоди в една от изследователските камери. Тези растения изпитват това, което е известно като "орбитален фотопериод" на МКС, когато циклите се повтарят на всеки 90 минути: 60 минути ярка светлина и 30 минути тъмнина. Културите се отглеждат по хидропонна технология (без почва) и се поливат с хидропонен разтвор чрез капково напояване.
От семената, които са били в космоса, те отглеждат царевица - резултатът е изненадващ
Съдейки по предварителните проучвания, скоростта на растеж на такива растения е леко намалена в сравнение с растежа на растенията от контролната група, които растат с честотата на земния цикъл (16 часа на деня и 8 часа на нощта). Има много предизвикателства и ползи от идеята за отглеждане на храна на Марс. Когато става въпрос за дългосрочни мисии, просто не е рентабилно да носите храна със себе си, ако можете да я отглеждате на място, казва Бъгби в статия за Huffington Post.
Не става въпрос обаче само за храна. Културите могат да направят повече от това просто да осигурят храна. Ако 100% от цялата храна се отглежда в затворени системи, фотосинтезата на растенията ще поддържа кислорода и въглеродния диоксид в перфектен баланс. Но тези важни газове не са в перфектен баланс всяка минута от всеки ден.
Растенията няма автоматично да растат по-бързо, за да осигурят допълнителен кислород, когато е необходимо, така че са необходими буфери за стабилизиране на тяхната концентрация. Масова оптимизация на такива буфери - не е лесна задача, тъй като те трябва да бъдат достатъчно големи, за да поддържат живота по време на нестабилност, но достатъчно малки, за да бъдат икономични. В животоподдържащите системи обаче „малък“ и „стабилен“ са несъвместими понятия. От векове на Земята масивни океани са действали като такива буфери, но на Марс няма такива.
Достатъчно предлагане прясна вода- това е вторият проблем, който трябва да бъде решен за отглеждане на храна на Марс. Растенията се нуждаят от поне 200 литра вода, за да произведат един килограм храна. Добрата новина е, че растенията рециклират и филтрират водата - дори да поливате корените с не много чиста вода, водните пари, които ще излязат от порите на листата (устицата), ще бъдат по-чисти от най-добрата бутилирана вода. Докато отглеждаме храна в затворена система, ще имаме сравнително чиста вода - и няма нужда от високотехнологични системи за филтриране.
И сега, след пресконференцията на НАСА, която обяви, че има солена вода, може да се мисли за системи за поддържане на живота чрез филтриране на сол от водата, която планетата вече има. Тази технология вече се използва в градове с ограничени водни запаси, така че може да се използва и на Марс.
Третият основен проблем е светлината, необходима за фотосинтезата. За разлика от стаята култивирани растенияне могат да оцелеят без ярка светлина, техните процеси на фотосинтеза са по-бързи. В обикновен (осветен!) офис сто пъти по-малко светлинаотколкото на открито и 30 пъти по-малко от минималната светлина, необходима за отглеждане на картофи или други култури. В същото време Марс е 1,5 пъти по-далеч от Слънцето, отколкото Земята и въпреки че тънката атмосфера на планетата филтрира минимално слънчевата радиация, интензитетът на осветеност на повърхността е около 60% от земния.
Във филма обаче главният герой Марк Уотни, веднъж на Марс, отглежда картофи, използвайки офис осветление в стая, проектирана да блокира електромагнитното излъчване от Слънцето. Проектирането на марсианска оранжерия е изпълнено с огромни трудности. Необходима е изключително здрава, прозрачна мембрана, която да издържи на метеоритна бомбардировка. Той трябва да филтрира космическата радиация, преминавайки фотосинтетично активна.
В най-новата този моменттехнологията използва параболични концентриращи рефлектори, а слънчевата светлина се предава с помощта на оптични влакна. Изчисленията показват, че с такива технологии, както и оптимални условия на околната среда, площ за кацане от 25 квадратни метра.
Какво друго във филма изглежда неправдоподобно? Знаем, че Марк Уотни е оцелял на протеинови блокчета, витамини и въглехидрати от картофи почти две години. Все още не знаем дългосрочните ефекти от такава ограничена диета. Обикновено ядем стотици растения на седмица. Можем ли да намалим диетата до 50 вида растения или дори до 10? Възможно е, но се нуждаем от дългосрочни проучвания с хора в затворени системи на Земята, за да определим последствията от такава ограничена диета. Ако приемем, че площта на околната среда на Марс ще бъде ограничена, трябва да се има предвид, че диетата ще бъде строго веганска, без плодове или ядки, растящи по дърветата.
Ранните изследвания сочат огромната психологическа стойност на растенията. Марк Уотни си спомни за картофените растения, които му липсваха след прибиране на реколтата. Когато астронавтите се завръщат на Земята, те често говорят за експерименти с отглеждане на растения и връзката, която имат с тях. Преди 10 години астронавт, прекарал една година в космоса, заяви: „Дългосрочните космически експедиции са невъзможни без растения“.
Нашата планета е тази затворена система, която се втурва в космическото пространство. Най-добрите умове на планетата сега са фокусирани върху решаването на проблема с последствията, възникнали в резултат на една на пръв поглед незначителна промяна - повишаване на концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата от 0,03% до 0,04%. Ние едва започваме да разбираме последиците и въздействието на тази на пръв поглед незначителна промяна.
Може би приключенията на Марк Уотни ще вдъхновят младите хора за по-нататъшни научни изследвания и ще помогнат за спасяването на нашата планета от възможно унищожение.
Главният герой на филма е забравен на Марс, но не се отчайва - той отглежда картофи на червената планета и дори успява да излети на космически кораб без илюминатори. Много зрители имат въпрос: възможно ли е в действителност? Помолихме експерти да коментират някои спорни моменти.
Може ли един брезент да е толкова здрав, че да издържи всичко това – и бурята на Марс, и полета? (Не се счупи веднага.)
Дмитрий Победински, физик, популяризатор на науката, автор на видео блог"Физика от Победински" :
Брезентът е здрав за марсианската атмосфера. Той е много разреден, налягането на повърхността е 160 пъти по-малко, отколкото на Земята. Следователно е вероятно брезентът да може да издържи на такова натоварване. Но, разбира се, трябва да изчислите по-точно.
Брезентът във филма дори не изглежда да се е скъсал, а просто се е плъзнал, когато корабът почти е навлязъл в орбита. Може би възлите са се развързали от претоварване и вибрации.
Възможно ли е да се отглеждат картофи от марсианска почва, наторявайки я с човешки отпадъци?
Дмитрий Победински:Марсианската почва се състои от неорганични съединения. Като пясък. Възможно ли е да се отглежда нещо в пясък? Ако да, тогава ще работи в марсианската почва.
Алексей Сахаров, председател на Съвета на Съюза за биологично земеделие:
По принцип е възможно, но най-вероятно не толкова бързо. Факт е, че в природата дори в стерилна почва (например стерилен пясък) се съдържат всички химични елементи, необходими за растежа на растенията, но те са във форма, недостъпна за растенията. Процесът на създаване на минерални вещества от тези химични елементи, които ще бъдат в усвоима за растението форма, е процес, свързан почти изцяло и изцяло с дейността на микроорганизмите. След като натори стерилния субстрат с отпадъчни продукти, главният герой въведе биота в тази почва, която след определен период от време ще може да създаде почва от тази почва в хода на своята жизнена дейност, която ще бъде достатъчно хранителна за растежа на растения, включително картофи. 
Героят на Мат Деймън прекара повече от година (500 сола), хранейки се само с картофи, като първо се захранваше с витамини, но след това те свършиха. Въпреки това той запази красива усмивка, няма признаци на скорбут или други проблеми - освен че отслабна. Как е възможно?
Лейла Кадирова, главен диетолог на свободна практика на Министерството на здравеопазването на Краснодарския край:
Ще бъде трудно да се разболеете от скорбут, като ядете само картофи. Картофите съдържат витамин С, който, когато е правилно сготвен, остава в зеленчука в достатъчни количества и позволява на тялото да устои на болестта.
„марсиански“. Филмова рамка
Но ви уверявам, че нищо добро няма да се случи със здравето на човек, който яде само един картоф в продължение на една година. Какво е картоф? Това е доста задоволителен, нишестен зеленчук, който практически не съдържа протеини и мазнини. Това е въглехидратна храна. Ако дълго време тялото не получава протеини, това означава, че няма да има " строителен материалза всички жизненоважни системи на тялото. Човек ще почувства слабост и липса на енергия, работоспособността му ще намалее, функциите на черния дроб, нервната и кръвоносната системи и панкреаса ще бъдат нарушени. Ако в диетата няма мазнини, тогава мозъчната функция ще се влоши, ще започнат проблеми с червата, могат да се появят ставни заболявания.
Абсолютно, като ядете само картофи, е невъзможно да умрете от глад. Но получаването на многобройни имунни заболявания е съвсем реалистично. Тялото просто ще загуби способността си да се бори с вирусни инфекции.
Героят на филма подпалва водород, за да направи вода. Наистина ли е възможно? Можете ли да опитате да направите това у дома?
Дмитрий Победински:Когато водородът се изгаря, всъщност се произвежда вода. Трудно е да направите това у дома. В края на краищата е необходим поне водород, а той не се продава в магазина, в крайна сметка е експлозивен газ.
Какво е гравитационен слинг?
Дмитрий Победински:Гравитационната прашка е гравитационна маневра. Можете да прелетите покрай планетата и да изградите траекторията си по толкова хитър начин, че след прелитането на планетата скоростта ви да се увеличи и без използването на двигатели. Номерът е, че има обмен на енергия на движение с планетата. Скоростта и енергията на космическия кораб се увеличават. Енергията на планетата намалява със същото количество, но тя има толкова огромна маса, че намаляването на нейната скорост е незначително.
Може ли човек да оцелее в апарат, който излита от Марс без прозорци и покрив?
Дмитрий Победински:Ако жизнената дейност на човек се поддържа от скафандър, тогава мисля, че да, можете да излетите без илюминатори.
Защо главният герой не умря от радиация на Марс? Особено използването на реактор за отопление?
Дмитрий Победински:За отопление той не използва реактор, а радиоизотопен термоелектрически генератор. Той съдържа радиоактивно вещество, в което протича бавен процес на радиоактивен разпад, а не ядрена реакция. Като цяло, ако го изключите от товара, той ще генерира топлина. В същото време, ако не бъде повреден, радиационният фон около него ще бъде по-висок от естествения, но не фатален.
Преди това дори имаше практика за инсталиране на такива парчета в труднодостъпни райони - в тайгата, тундрата. За захранване на маяци или други автономни средства за комуникация.
Друго нещо е слънчевата радиация. Атмосферата на Марс е разредена, не предпазва добре от нея. Но и там не ходеха голи, а бяха в скафандри. Предпазват от слънчева радиация.
Може ли наистина да има толкова силен вятър на Марс?
Дмитрий Победински:Вятърът на Марс може да е бърз, но е много рядък. Следователно най-силното марсианско лошо време ще развали най-много прическата.
На какво е равен един сол?
Дмитрий Победински:Един сол е един марсиански ден. Почти като нашия е - 24 часа 39 минути 35.24409 секунди.
Как Хермес е имал достатъчно гориво, за да се върне на половината път обратно до Марс, да вземе Мат Деймън и да отлети обратно?
Дмитрий Победински:Нямате нужда от гориво, за да летите в космоса! Летиш по инерция. Следователно, използвайки гравитационни маневри, мисля, че е възможно да се движите между планетите за доста дълго време (горивото е необходимо само за коригиране на орбитата и за преминаване от една орбита в друга). При такива маневри много от това не е необходимо.
Как успяха героите да „плуват“ толкова знаменито в открития космос без предпазен кабел?
Дмитрий Победински:Нямам идея. Едно неудобно движение - и ще отлетите от гарата вкъщи.
Вие като физик какво объркахте във филма?
Дмитрий Победински:Объркан от това как той, след като проби ръкавицата, успя да контролира движението си. В крайна сметка, ако прилагате сила не към центъра на тежестта, тогава ще бъдете усукани. И намирането на центъра на тежестта е доста трудно.
Беше неудобно как той прочуто залепи спуканото стъкло на скафандъра с тиксо. Даже не е въпрос на здравина, а на лепкавост и стегнатост - как толкова бързо е уплътнил всичко перфектно, при това със скафандър?
Също така във всички филми, където космически корабсе върти, за да създаде изкуствена гравитация, не вземайте под внимание силата на Кориолис. Тя постоянно ще те бута настрани.
На Марс гравитацията е 3 пъти по-слаба. Не го видях във филма. Но трябва да е осезаемо: същото е като да тежиш двадесет вместо шестдесет килограма например.
Друго смущаващо нещо е, че вътре в скафандъра има осветление. Всеки шофьор знае, че ако светлината в колата свети, тогава на стъклото се появява отражение. Така ще е и в скафандър. Светлината ще се отразява от вътрешната повърхност и ще бъде трудно да се вижда през стъклото.
„марсиански“. Филмова рамка
