A jövő holdbázisainak egyik legnagyobb kihívása nem csupán az ott élők elhelyezése, hanem az alapvető életfeltételek biztosítása lesz. A hosszú távú emberi jelenléthez ugyanis elengedhetetlen, hogy az űrhajósok helyben is képesek legyenek élelmiszert előállítani. Ehhez azonban komoly akadályt jelent a holdfelszínt borító regolit, amely szinte teljesen alkalmatlan a növénytermesztésre.
A Hold szürke porrétege ugyanis nem tartalmaz szerves anyagot, és csak minimális mennyiségben találhatók benne olyan nitrogénvegyületek, amelyek a növények fejlődéséhez szükségesek. Ráadásul a Holdnak nincs valódi légköre, így a jövőbeli telepeknek zárt, mesterségesen fenntartott környezetben kell majd gazdálkodniuk.
Erre a problémára keresett megoldást a japán Tohoku Egyetem és a Japán Űrügynökség kutatócsoportja, amely egy különleges, alacsony energiaigényű technológiát fejlesztett ki. A módszer lényege, hogy egy kompakt plazmaeszköz segítségével a zárt élőhely levegőjéből vonják ki a nitrogént, majd azt dinitrogén-pentoxiddá alakítják át.
A folyamat kevesebb mint 100 watt teljesítménnyel működik, és a keletkező vegyület vízben oldva nitrátot hoz létre. Ez a növények számára létfontosságú tápanyag, amely kiválthatja a Földről szállított műtrágyát. A kutatók szerint az eljárás közel teljes hatékonysággal hasznosítja a rendelkezésre álló nitrogént, így egy jövőbeli holdbázison elegendő lehet a zárt rendszerben keringő levegő újrahasznosítása.
Rizst neveltek mesterséges holdtalajban
A technológia működését a kutatók gyakorlati kísérletben is vizsgálták: holdi talajt utánzó szimulált regolittal töltött közegben rizspalántákat neveltek, amelyeket az előállított nitrátban gazdag vízzel öntöztek.
Az eredmények látványos változást mutattak. A kezdetben erősen lúgos, 9,09-es pH-értékű talaj kémhatása a kezelés hatására 6,76-ra csökkent, ami sokkal kedvezőbb környezetet teremtett a növények számára.
A folyamat ráadásul nemcsak a talaj kémhatását javította, hanem felszabadította a korábban kötött formában jelen lévő ásványi anyagokat, például a kalciumot, a magnéziumot és a káliumot. Emellett csökkentette azoknak az alumíniumionoknak a mennyiségét, amelyek káros hatással lehetnek a gyökérfejlődésre.
Három hónappal a vetés után a kezelt közegben nevelt rizs egyértelműen erőteljesebben fejlődött, mint a kizárólag vízzel öntözött növények. A negyedik hónapra a palánták már elérték a kalászhányás szakaszát, vagyis megkezdődött a szemképződés.
Erősíti is a növényeket
A kutatás során egy másik érdekes jelenséget is megfigyeltek. Amikor a keletkező gázt közvetlenül a növények leveleire permetezték, olyan hormonális folyamatok indultak be, amelyek javították a növények természetes védekezőképességét.
A kezelés hatására a rizs alacsonyabb, ugyanakkor erősebb szárat fejlesztett. Ez különösen fontos lehet a Hold alacsony gravitációjú környezetében, ahol a növények könnyebben megnyúlhatnak és instabillá válhatnak.
A kutatást vezető Toshiro Kaneko szerint az új technológia nemcsak az űrkutatásban lehet jelentős áttörés. Mivel az eljárás kizárólag elektromos energiát használ, és nincs szükség fosszilis tüzelőanyagokra, a Földön is alternatívát jelenthet a hagyományos, nagy szén-dioxid-kibocsátással járó műtrágyagyártással szemben.
A fejlesztés így egyszerre lehet kulcsfontosságú a jövő holdi kolóniái számára és egy fenntarthatóbb mezőgazdaság egyik lehetséges eszköze a Földön.
