Buduće posade na Mjesecu i Marsu neće moći ovisiti o stalnim pošiljkama hrane i potrošnog materijala sa Zemlje. Istraživači sa Sveučilišta Južne Floride razvijaju sustav koji ljudski otpad razgrađuje uz pomoć anaerobnih mikroorganizama, iz njega izdvaja hranjive tvari i pretvara ih u otopinu za uzgoj biljaka bez tla.
U laboratoriju su takvim hranjivim tvarima već uspješno uzgojili pak choi. Sada, to još nije svemirski vrt spreman za let, ali pokazuje kako bi zatvoreni sustavi za recikliranje mogli postati dio dugotrajnih misija i budućih baza na Mjesecu.
Pak choi je već uzgojen bez tla
Sustav razvijen u Laboratoriju za membransku biotehnologiju profesora Daniela Yeha obrađuje ljudski otpad u zatvorenome bioreaktoru. Mikroorganizmi pritom razgrađuju organski materijal, a iz procesa se dobiva tekućina bogata hranjivim tvarima, slična otopinama koje se već koriste u hidroponskom uzgoju.
Istraživači su njome uzgojili pak choi, lisnato povrće iz skupine kupusnjača. Time su pokazali da se dio hranjivih tvari koje bi u svemirskoj letjelici ili bazi postale otpad može vratiti u proizvodnju hrane.
Takav pristup ima smisla samo ako cijeli sustav radi pouzdano mjesecima ili godinama. Svaki kilogram tereta koji treba poslati sa Zemlje povećava složenost i cijenu misije, pa bi buduće posade morale što više vode, zraka i hranjivih tvari zadržati u zatvorenome krugu.
Yehov laboratorij već osam godina surađuje s NASA-inim Svemirskim centrom Kennedy na prilagodbi membranskih bioreaktora za moguće korištenje u budućim mjesečevim bazama.
Biljke u svemiru osjetljive su na male promjene
Uz recikliranje hranjivih tvari, drugi tim sa sveučilišta razvija automatizirane komore za uzgoj biljaka u malim satelitima. Takvi sustavi imaju senzore, kamere i uređaje za praćenje plinova, vlage, temperature i osvjetljenja.
U ranim pokusima s crvenom rimskom salatom pokazalo se koliko su biljke osjetljive na uvjete u zatvorenom prostoru. Male promjene u vlažnosti, količini vode, sastavu plinova ili svjetlu mogu znatno utjecati na rast.
To je problem koji se na Zemlji lako previdi, ali u svemiru nema mnogo prostora za pogrešku. Na Mjesecu i Marsu biljke bi rasle u zatvorenim komorama, pod drukčijom gravitacijom, uz ograničene zalihe vode i izloženost zračenju. NASA zato ističe da je za dugotrajne misije potrebno testirati različite biljke i sustave uzgoja u uvjetima sličnima onima koji ih čekaju izvan Zemlje.
Gljive i mangrovi kao modeli otpornosti
Istraživanje se ne zaustavlja na povrću. Timovi proučavaju i gljive, jer neke vrste rastu brže od biljaka te bolje podnose nepovoljne uvjete. Pojedine gljive imaju i neobična svojstva povezana s izloženošću zračenju, zbog čega se istražuje mogu li jednom pomoći u prehrambenim ili biološkim sustavima za podršku posadi.
Znanstvenici proučavaju i crvene mangrove te močvarnu travu Spartina alterniflora. Te biljke na Zemlji preživljavaju u promjenjivoj slanosti, zagađenju i drugim stresnim uvjetima, a istraživače zanima kako im u tome pomažu geni i mikroorganizmi oko korijena.
Mangrovi neće postati usjev za svemirske baze, ali mogu otkriti kako biljke i mikrobi zajedno reagiraju na uvjete u kojima su voda, hranjive tvari i prostor ograničeni.
Cilj nije jedan usjev, nego sustav koji se može održavati
Pokus s pak choijem ne znači da su znanstvenici riješili prehranu budućih misija na Mjesec i Mars. Posada bi za potpunu prehranu trebala uzgajati više vrsta biljaka, uključujući izvore proteina i škroba poput krumpira, pšenice ili soje.
No ključni dio takvog sustava već se nazire: otpad ne bi morao završiti kao teret koji treba skladištiti ili ukloniti, nego kao izvor hranjivih tvari za novu proizvodnju hrane. Prije primjene izvan Zemlje tehnologija će morati proći mnogo dulja testiranja, od zatvorenih laboratorijskih sustava do stvarnih uvjeta svemirskog leta.
