V průběhu několika příštích desetiletí plánuje nejen americká NASA, ale i jiné vesmírné agentury a soukromé společnosti vyslání pilotovaných misí na Mars s konečným cílem planetu kolonizovat a dosáhnout na ní trvalé lidské přítomnosti.

Aby bylo uskutečnění těchto cílů možné, je třeba nejprve vymyslet, jak pěstovat plodiny v rudé marsovské půdě..

Vzorky marsovské půdy nemáme k dispozici, to by se ovšem mohlo v roce 2033 změnit. Po povrchu rudé planety se totiž od února 2021 pohybuje vozítko Perseverance, jenž je součástí mise Mars 2020 americké agentury NASA. Jedním z jeho hlavních úkolů je sesbírat vzorky hornin a půdy určené pro návrat na Zemi.

Nicméně, aby mohly být už nyní prováděny pokusy s plodinami, jež by bylo možné pěstovat na Marsu, vznikly tak zvané simulanty marsovské půdy. První z nich, označovaný jako JSC-Mars-1, byl vyvinut pod vedením Johnsonova vesmírného střediska NASA v roce 1997 ze sopečného materiálu těženého v oblasti Pu’u Nene na Havaji.

Hráškové pyré či ředkvičková pěna

Tento simulant využil v roce 2013 rostlinný ekolog Wieger Wamelink, působící na univerzitě v nizozemském Wageningenu, k pokusům o pěstování rostlin. Z nich pak připravil menu pro 50 hostů, které zahrnovalo hráškové pyré, bramborovo-kopřivovou polévku či ředkvičkovou pěnu.

S využitím simulované marsovské a měsíční půdy se mu a jeho týmu nakonec podařilo vypěstovat celkem deset plodin, včetně quinoy, řeřichy, rukoly a rajčat. U simulantu JSC-Mars-1 však byla pozorována větší tendence absorbovat přebytečnou vodu, než se předpokládá u skutečné marsovské půdy.

To vedlo ke vzniku druhého simulantu, Mars Mojave Simulant, jehož složení vychází z chemických a mineralogických měření z míst přistání sond Mars Pathfinder a Mars Exploration Rover Spirit. Pochází ze Saddleback Basalt v západní Mohavské poušti a je méně hygroskopický než předchozí simulant.

Ve svých experimentech ho využil Edward Guinan, profesor astrofyziky a planetárních věd na univerzitě Villanova v americké Pennsylvánii. Spolu se svými studenty tam v roce 2018 rozběhl projekt „Red Thumbs Mars Garden Project“.

Simulant po zalití vodou vytvoří hustou hlínu, která dusí kořeny, proto do něj začali studenti přidávat další materiály, jako je lepenka, kompost či kousky plastu. Zapojili také žížaly, které umí získávat dusík z mrtvé organické hmoty.

Díky tomu se jim podařilo vypěstovat chmel a ječmen, i když na výrobu piva by to nestačilo. Alkoholu prostý by však život kolonizátorů Marsu podle profesora Guinana být nemusel. Vysvětluje: „Vybral jsem k pěstování pampelišku, protože můžete jíst její listy, kořen i květ.

Studenti se na pojídání pampelišky moc netvářili, ale nápad vyrobit víno z jejích květů je nadchnul.“.

S bramborami je svízel

Posléze se jim podařilo vypěstovat také rajčata, česnek, špenát, bazalku, salát, rukolu, cibuli či ředkvičky, překvapivě například kapusta rostla v simulantu lépe než v pozemské půdě. Zklamání však přinesl pokus o pěstování brambor.

Ve filmu Marťan z roku 2015, ve kterém je astronaut – botanik v podání herce Matta Damona – zanechán svými kolegy na Marsu, v domnění, že zahynul během písečné bouře. Aby přežil, pokouší se vypěstovat si právě brambory.

Profesor Guinan popisuje svoji zkušenost: „Ukázalo se, že brambory preferují spíše kyprou, nezhutněnou půdu a nerostly, protože simulační půdy se staly těžkými a neprostupnými při zalévání, což vedlo k udusání brambor.“ Jejich pěstování na Marsu by přitom bylo více než žádoucí, protože narozdíl od zeleniny jsou kaloricky bohaté.

I přes dosažené pěstitelské úspěchy je nutno říci, že se i tento simulant od skutečného marťanského regolitu zřejmě dost liší.

Marsovská půda je toxická

Zatím nejblíže je mu nedávno vyvinutý Mars Global Simulant, vytvořený na základě kvantitativní mineralogie z nástroje CheMin na palubě vozítka Curiosity, který zkoumal půdu v marsovském kráteru Gale. Měl by představovat průměr kvality půdy podstatně většího povrchu rudé planety než předchozí simulanty.

Ovšem hlavním problémem, který musí být před kolonizací Marsu vyřešen, je toxicita marsovské půdy, způsobená vysokými koncentracemi sloučenin obsahujících chlór, což potvrdily marsovské rovery a vozítka Spirit, Oportunity a Curiosity.

Přistávací modul Phoenix pak detekoval na Marsu chloristan vápenatý, jehož hladina dosahuje asi 0,5 %, což je pro člověka toxické, stejně jako konzumace rostlin vypěstovaných v takové půdě. Vědci však přišli na to, že tokozelka nadmutá (Eichhornia crassipes), vodní hyacint a invazivní druh rostliny, je vůči chloristanům odolná, takže by zřejmě bylo možné ji použít k jejich odstranění z půdy.

Téhož by měly být schopny i některé bakterie, ovšem vysoké koncentrace UV záření dosahující až k povrchu Marsu ruší molekulární vazby a vytváří ještě nebezpečnější chemikálie, které jsou pro bakterie smrtelnější než samotné chloristany.

Rostlina, která půdu obohatí

Podle vědců z Iowa State University je v marsovském regolitu velice nízký obsah živin, což je další překážka, kterou je nutné překonat, aby bylo možné na Marsu pěstovat zeleninu. Domnívají se, že nejjednodušším řešením, jak je do půdy dodat, je pěstování (tolice) vojtěšky (Medicago sativa).

Tato pícnina je podle nich schopná přežít v tvrdé vulkanické půdě, která pokrývá Mars, a růst v ní bez potřeby dalších hnojiv. Simulovaný marsovský regolit obohacený o vojtěšku jako hnojivo následně vědci využili k pěstování dalších plodin.

Tuřín, ředkvičky a salát – tři rostliny, které vyžadují minimální údržbu, rychle rostou a nepotřebují mnoho vody – všechny byly úspěšně vypěstovány.

Více se dočtete v časopise 21. století číslo 2/2024, které vyšlo 15. ledna.