Космический туалет оказался важнее, чем казалось
Пока журналисты и обитатели Интернета горячо переживают о состоянии туалета на борту космического корабля «Орион», на днях облетевшего Луну, ученые на Земле уже давно исследуют, как человеческие отходы могут помочь в колонизации других планет. Портал space.com рассказал о свежей научной работе, которая нашла максимально экономичный источник космических удобрений.
Если люди захотят создать перманентные поселения на Луне или Марсе, то им предстоит выживать, производя пищу прямо на планете. Особенно если говорить о Марсе, поскольку он находится на слишком большом расстоянии от Земли; регулярные челноки с ресурсами были бы непомерно дорогими.
К несчастью, почва на Луне и Марсе, или реголит, на данный момент не подходит для выращивания пищевых культур. Он неорганический, а те питательные вещества, что все-таки содержатся в нем, по большей части недоступны живым организмам.
По этой причине ученые уже некоторое время пытаются найти способ сделать эти нутриенты доступными, чтобы превратить мертвый реголит в нечто напоминающее органическую почву. В прошлом они пробовали решить эту проблему рядом способов, от тепловой обработки до гидропоники и электрического деоксидирования, которое на Земле используется для разложения загрязнителей в сточных водах.
Но в итоге опыты привели к смешанным результатам, потому что у всех перечисленных методов есть общая проблема: они требуют импорта дополнительных химикатов, энергии и технологий. Причем все эти расходные ресурсы пришлось бы постоянно пополнять, что делает процесс дорогим.
Именно над этим вопросом бились сотрудники Техасского университета A&M, недавно опубликовавшие научную работу. Они, совместно с Космическим центром Кеннеди, искали способы создания почв для посевов, утилизируя только те ресурсы, что доступны на Луне или Марсе. Теоретически, для этого нужно лишь два расходных материала: реголит и отходы человеческой.
В трансформации почвы им помог прототип устройства под названием Organic Processing Assembly (OPA). Оно состоит из биореакторов и фильтров: отходы поступают в систему, и после обработки выходят в форме богатых нутриентами сточных вод, очищенных от токсинов.
Первые опыты проводили на симулированных материалах, поскольку на Земле нет образцов марсианского реголита, а образцы лунного грунта слишком ценные. Тем не менее, симуляции показали, что после обработки готовой микстурой оба симулированных реголита вырабатывали значительные объемы серы, кальция и магнезии. Другими словами, они стали доступными для растений.
Хотя результаты эксперимента воодушевляют, растениям нужен целый ряд питательных веществ, включая те, что не были произведены в ходе опыта — например, железо, цинк и медь. К тому же, технология OPA пока еще не полностью самодостаточна, не говоря о том, что симулированный грунт не гарантирует 100% точные результаты. Но постепенно аналогичных исследований становится больше: данный эксперимент — лишь последний из многих.
Так, в 2025 году исследователи обнаружили, что растения лучше чувствуют себя в удобренном лунном реголите, нежели в марсианском. Для опыта ученые использовали Milogranite — бренд удобрений, произведенных из обработанных микробов, переваривающих сточные воды. Марсианский реголит показал не лучшие результаты, поскольку он может обладать плотной, похожей на глину текстурой, которая мешает кислороду проникать в корни растений.
Кроме того, марсианский реголит также содержит перхлорат — мощный окислитель. Индийская организация космических исследований считает, что с помощью двух бактерий, Sporosarcina pasteurii и Chroococcidiopsis, из сточных вод можно создать связующее вещество. Оно сможет объединять мелкие частицы марсианского реголита, чтобы сформировать похожий на кирпич материал — идеальный ресурс для постройки жилых помещений. Правда, для того, чтобы выдержать токсичность перхлората, придется отыскать более живучие штаммы бактерий.