Чтобы люди могли жить на Луне, им необходимо будет заниматься сельским хозяйством в условиях, где лунный реголит не подходит для этого. Реголит, серый порошок, покрывающий поверхность Луны, практически не содержит органических веществ и почти не содержит необходимых для роста растений азотных соединений. Кроме того, на Луне отсутствует полноценная атмосфера, и воздух, необходимый лунным фермерам, придется получать из закрытого, прессурированного пространства, при этом азот, скорее всего, будет доставляться с Земли или производиться на месте. Однако команда исследователей из Тохокуского университета и Японского аэрокосмического агентства разработала элегантное решение, позволяющее максимально эффективно использовать этот ограниченный запас воздуха с помощью электричества.
ПРИРОДА ИННОВАЦИИ
Исследователи создали компактное плазменное устройство, которое извлекает азот из воздуха, создаваемого в жилых и производственных помещениях на Луне, и преобразует его в газ — диазотный оксид (N2O5), используя менее 100 ватт энергии. Этот газ при растворении в воде образует нитрат, именно тот питательный компонент, который необходим растениям для роста. Эффективность преобразования нитрита близка к 100%. Это значит, что будущим лунным фермерам не придется transporting удобрения через 400 000 километров космического пространства. Они смогут, по сути, превращать уже циркулирующий вокруг них азот в необходимое удобрение для своих культур.
УСПЕШНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ
Для проверки этой технологии команда использовала нитратсодержащую воду на симулянте лунного реголита для выращивания сеянцев риса. Результаты превзошли все ожидания, расширяя возможности применения этой технологии. Натурально щелочной состав лунного грунта оказался невыгодным, но обработанная вода снизила его pH с 9,09 до более благоприятного 6,76. Это изменение благоприятно сказалось на доступности кальция, магния и калия, которые раньше были химически связаны в реголите, и при этом подавило алюминиевые ионы, которые могли бы повредить развивающимся корням. Через три месяца после посева рис, выращенный в обработанном грунте, показал заметно более сильный рост по сравнению с рисом, который поливали только обычной водой. А к четвертому месяцу растения достигли стадии колошения, когда начинается образование зерна.
Неожиданной находкой стало то, что опрыскивание газа прямо на листья растений активировало гормональные пути, связанные с устойчивостью к болезням и общей иммунной защитой растений. Это также способствовало формированию стеблей, которые оказались короче и более крепкими, что предотвращало чрезмерный рост, часто наблюдаемый в условиях низкой гравитации. Этот признак мог бы в противном случае сделать лунные культуры неустойчивыми и хрупкими.
ПРИМЕНЕНИЕ НА ЗЕМЛЕ
Тоширо Канэко, возглавивший исследование, подчеркивает, что преимущества этой технологии не ограничиваются только Луной. Поскольку весь процесс использует электричество вместо ископаемых燃料, эта технология также может предложить более чистый и устойчивый способ производства азотных удобрений на Земле, избегая значительного углеродного следа, свойственного традиционному производству аммиака. Это подчеркивает, что решение практических задач жизни за пределами нашей планеты зачастую оказает положительное влияние и на жизнь на ней. Устройство, созданное для того, чтобы извлечь урожай из серого лунного грунта с помощью воздуха, который будущие поселенцы пронесли с собой, может найти применение на полях ближе к дому, еще до того, как будет подан первый рис, выращенный на Луне.
Не забудьте подписаться на наши каналы Дзен, Telegram и ВК.
Мы всегда рады видеть вас среди наших читателей и подписчиков SpaceDiscover!
