Как человеку выжить на Марсе?

Ученые швейцарской Высшей технической школы (ВТШ) исследует возможности питания астронавтов на других планетах. В центре их внимания — человеческие выделения.

На правом предплечье Грейс Крейн (Grace Crain) — девять кругов, расположенных на одной линии. Один из них — Земля, рядом с ней — Марс. 25-летняя энергичная американка сделала татуировку в виде Солнечной системы.

С самого детства Грейс увлечена космосом. Это и не удивительно, ведь ее отец — астрофизик, который разрабатывал алгоритмы для американских спутниковых фирм и с раннего возраста брал дочь на научные конференции.

С сентября Грейс Крейн занимается исследованиями по заданию Европейского космического агентства (ЕКА) в филиале швейцарской Высшей технической школы (ВТШ) в городе Линдау. Ее работа — часть проекта «Мелисса», в рамках которого ведутся поиски возможностей для создания искусственных экосистем на других планетах. Проще говоря, ученые хотят выяснить, как сделать другие планеты пригодными для жизни людей.

Моча из туалетов ВТШ

Ключевое слово тут: утилизация. Цель — в том, чтобы создать идеальный экологический круговорот веществ, в котором ничего не пропадает зря. «Ведь отправлять гумус на другую планету ужасно неэкономично», — говорит Грейс.

Поэтому она работает с тем, что накапливается совершенно естественным образом: с мочой и экскрементами человека. В данный момент она пытается установить, какой состав мочи благоприятно сказывается на росте растений. Мочу собирают в туалетах Института исследования воды при ВТШ. Ее перерабатывают в жидкое удобрение «Аурин».

«Моча по естественным причинам содержит довольно много соли. Так как мы потребляем все больше соли, наша моча становится все более соленой», — рассказывает Грейс. Это проблема, ведь многие растения плохо переносят соль. Что же делать, если стоит цель создать идеальный круговорот веществ? Один из вариантов — выращивать солелюбивые растения.

Один из видов соли, перхлорат, присутствует в марсианском песке в высоких концентрациях. «Растения на него не реагируют, а для человека он ядовит», — объясняет Грейс. Поэтому сцена из голливудского фильма «Марсианин», где брошенный на Марсе Мэтт Дэймон выращивает картофель в песке, смешанном с фекалиями, имеет мало общего с реальностью. Альтернативой может быть только чистая утилизация человеческих выделений.

60 крыс равны одному человеку

Следующая проблема в космосе — это место, как бы странно это ни звучало. Перепады температуры на Марсе днем и ночью могут составлять до 100 градусов, поэтому растения придется выращивать в теплицах. «Для них понадобятся оптимальные для выращивания растения, способные обеспечить сбалансированное питание», — говорит Грейс. Одним из таких оптимальных растений признана соя.

Следующая проблема — углекислый газ, который мы, люди, постоянно выдыхаем. Растения должны будут превращать его обратно в кислород, иначе астронавты рано или поздно задохнутся. Чтобы исследовать эти процессы, Европейское космическое агентство построило в Барселоне прототип особой установки. В ней кислород должны производить водоросли. В герметичной установке находятся 60 крыс, которые вместе потребляют приблизительно столько же кислорода, сколько один человек. Правда, есть идея подогревать Марс искусственным путем, чтобы устраивать там открытые поля. Но Грейс считает ее нереалистичной.

Успешные эксперименты

А вот выращивать растения вполне возможно. В январе на китайском спутнике «Чанъе-4» впервые удалось добиться проращивания семян хлопчатника. А Германский центр авиации и космонавтики в начале декабря вывел на околоземную орбиту спутник-теплицу с томатами и другими овощами на борту.

«Во время полета исследуется влияние невесомости на рост растений», — рассказывает Грейс. Эксперименты с растениями проводились и на МКС. «Растения оказывали на астронавтов и психологическое воздействие, многим в этой высокотехнологичной капсуле они напоминали о природе», — говорит Грейс. Подобный эффект можно наблюдать и на Земле: если поставить растения в большом офисе, то сотрудникам становится там более комфортно.

«Психологический барьер»

По мнению Грейс Крэйн, заселение Марса в ближайшие десятилетия вполне возможно. «Это похоже на научную фантастику, но мы живем в эпоху, когда все больше вещей становятся реальностью». Она надеется, что будущее освоение других планет будет служить науке, а не коммерции: «Отель на Марсе совершенно не нужен!» Но она верит, что появятся космические отели, в которых можно будет провести пару дней в невесомости.

Независимо от того, поселятся ли люди на Марсе в недалеком будущем или нет, Грейс считает свои исследования полными смысла. Ею движет желание лучше понять комплексные экологические связи на Земле. Эти знания пригодятся и здесь.

«У нас, например, много проблем с химическими удобрениями, а удобрение из человеческих выделений могло бы помочь решить многие сложности». По ее словам, технологические возможности для этого есть. «Однако у многих возникает психологический барьер, потому что в Средневековье из-за человеческих фекалий в питьевой воде множество людей погибали».