Лунная почва (реголит) — это, по сути, измельченная в пыль базальтовая порода. В ней нет органики, нет азота, фосфора, калия и других элементов, необходимых растениям. Кроме того, она имеет высокую щелочность, а при увлажнении выделяет ионы алюминия, которые токсичны для корней. Задача создания лунной фермы — одна из ключевых для долгосрочного пребывания человека на Луне.
Японские ученые из Университета Тохоку и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) предложили элегантное решение. Они разработали портативную плазменную установку, которая работает от электросети и потребляет менее 100 Вт. Устройство синтезирует из атмосферного воздуха газ пентаоксид диазота (N₂O₅). При растворении в воде этот газ дает нитрат-ионы (NO₃⁻) — именно ту форму азота, которую растения усваивают лучше всего. Эффективность растворения приближается к 100 процентам. Процесс полностью электрический и не требует ископаемого топлива.
Затем ученые проверили, сможет ли полученный раствор служить местным удобрением для выращивания риса в лунном реголите-симулянте (аналоге лунной почвы, созданном на Земле). Результаты превзошли ожидания. Добавление нитратного раствора в реголит нейтрализовало его высокую щелочность: pH снизился с 9,09 до оптимального для растений 6,76. При такой кислотности из реголита начали вымываться полезные минералы — ионы кальция, магния и калия, которые стали доступны для корней. Одновременно подавлялось выделение токсичных ионов алюминия (Al³⁺), которые обычно мешают развитию корней. В результате рис, выращенный на реголите с плазменным удобрением, рос значительно лучше, чем на реголите с обычной водой.
Но эффект оказался даже шире, чем простое удобрение. Обработка газом N₂O₅ не только питала растения азотом, но и работала как иммуностимулятор. Когда газ распыляли непосредственно на листья, он активировал гормональные пути защиты растений, повышая их устойчивость к стрессам. Кроме того, обработка подавляла излишнее вытягивание стеблей и междоузлий, что особенно важно в условиях пониженной гравитации, где растения склонны вытягиваться.
Автор исследования, профессор Тоширо Канэко из Университета Тохоку, подчеркивает: «Процесс производства этого удобрения полностью работает на электричестве и при низком энергопотреблении, что полностью отделяет фиксацию азота от ископаемого топлива. Это делает технологию пригодной для устойчивого выращивания культур как на Луне, так и на Земле». Исследование опубликовано в научном журнале npj Microgravity.
Ранее Наука Mail рассказывала о первом урожае нута, собранном с растений на имитации лунного реголита.
