Ha az emberek valaha nem csak látogatni akarják majd a Holdat, hanem ott is élni, akkor az ellátásukhoz szükséges ételeket ott kell majd helyben előállítaniuk.
Ez azt jelenti, hogy meg kell oldani azt az „aprócska” problémát, hogy a holdi talaj nem erre lett tervezve. A Hold teljes felszínét ugyanis szürke kőzettörmelék és por, más néven regolit borítja. A regolit nem tartalmaz szerves anyagokat, sőt nitrogénvegyületeket sem, ami viszont elengedhetetlen a növények növekedéséhez.
A dolgokat tovább bonyolítja, hogy a Holdnak nincs saját, valódi légköre, így minden levegő, amit egy Holdon élő farmer felhasználhatna, egy zárt, nyomás alatt álló élőhelyről fog származni, nitrogénje pedig valószínűleg a Földről fog érkezni, esetleg a helyszínen állítják majd elő. A Tohoku Egyetem és a Japán Űrügynökség (Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA) csapata úgy véli, hogy sikerült elegánsan megoldaniuk azt a problémát, hogy hogyan lehet a lehető legtöbbet kihozni abból az értékes levegőkészletből, mindössze egy kis elektromos áram felhasználásával.
A kutatók egy olyan kompakt plazmakészüléket építettek, amely a levegőből vonja ki a nitrogént és kevesebb mint 100 watt teljesítményt felhasználva dinitrogén-pentoxiddá (N₂O₅) alakítja. Ez vízben feloldva nitráttá alakul, amire a növényeknek szükségük van a növekedéshez, és ezt közel százszázalékos konverziós hatásfokkal történik. Így ahelyett, hogy a műtrágyát a Földről szállítanák a Holdra – jelentősen megdrágítva küldetést –, a jövő holdfarmerjai elvileg így újra hasznosíthatnák a körülöttük lévő nitrogént pontosan olyan műtrágyává, amilyenre a növényeiknek szükségük van.
Annak tesztelésére, hogy ez az elképzelés a gyakorlatban is működőképes-e, a csapat a nitrátban gazdag vizet a holdi regolitot szimuláló anyagba juttatta, és rizspalántákat kezdtek el benne nevelni. Az eredmények messze túlmutattak a növények egyszerű táplálásán. A holdtalaj meglehetősen lúgos, pH-értéke 9,09. Viszont a kezelt víz a holdi talaj pH-értékét a sokkal kedvezőbb 6,76 értékre csökkentette. Ez az egyetlen változtatás számos előnnyel járt: felszabadult a regolitban kémiailag megkötött kalcium, magnézium és kálium, miközben elnyomta az alumíniumionokat, amelyek egyébként károsítanák a fejlődő gyökereket. A vetés után három hónappal a kezelt talajban termesztett rizs lényegesen erősebb növekedést mutatott, mintha csak sima vizet kapott volna. A negyedik hónapra a növények elérték azt a fejlődési szakaszt, amikor a rizs elkezd szemeket hozni.
További meglepetés akkor érte a kutatókat, amikor az anyagot közvetlenül a növények leveleire permetezték. A permet aktivizálta a betegségekkel szembeni ellenállással és az általános növényi immunitással kapcsolatos hormonális útvonalakat. Emellett a szárakat rövidebbé és erősebbé tette, csökkentve a növények túlzott megnyúlását, amelyet az alacsony holdfelszíni nehézségi erő mellett mutatnának – ez a tulajdonság egyébként a holdi növények tetejét elnehezíthetné és szárukat törékennyé tehetné.
A kutatást vezető Toshiro Kaneko rámutatott arra is, hogy az előnyök nem korlátozódnak a Holdra. Mivel a teljes folyamat elektromos árammal, nem pedig fosszilis tüzelőanyagokkal működik, ugyanaz a technológia egy tisztább és fenntarthatóbb utat kínálhat a nitrogénműtrágya előállításához itt a Földön is, kiiktatva a hagyományos ammóniatermelés jelentős karbonlábnyomát.
Ez a projekt is emlékeztetőül szolgál arra, hogy a Földön túli élet előkészítésével kapcsolatos gyakorlati problémák megoldása gyakran azt eredményezi, hogy megtanít nekünk valami hasznosat a földi élethez is. Egy olyan eszköz, amelyet arra terveztek, hogy termést csalogasson elő a szürke holdporból – olyan levegőt használva, amelyet a jövőbeli hódítók minden lépésüknél magukkal hordoznak majd –, idővel csendben munkába állhat a hozzánk sokkal közelebbi földeken is, jóval azelőtt, hogy az első tál Holdon termesztett rizst felszolgálnák.
Kapcsolódó link:
Could Astronauts Grow Rice on the Moon? (Universe Today)
