W kierunku rolnictwa na Księżycu. Ruszają specjalistyczne badania!
Aby pozostać na Księżycu przez dłuższy czas, ludzie będą musieli produkować tam żywność. Czy możliwe jest uprawianie roślin w środowisku tak odmiennym od ziemskiego?
Dzięki wsparciu programu Discovery, będącego częścią podstawowej działalności ESA, firma SolSys Mining zbadała chemiczną obróbkę symulantów gleby księżycowej w celu stworzenia nawozu do uprawy roślin. Norweski zespół badawczy przyjrzał się uprawie hydroponicznej, czyli metodzie polegającej na hodowli roślin w wodzie bogatej w składniki odżywcze, bez użycia gleby. Księżycowy pył może stanowić lokalne źródło niektórych niezbędnych pierwiastków, takich jak fosfor. Wyzwaniem pozostaje jednak efektywne wydobycie użytecznych pierwiastków, przy jednoczesnym odrzuceniu tych, które są toksyczne dla roślin.
Projekt „Umożliwienie upraw rolnych na Księżycu poprzez produkcję nawozów z wzbogaconego regolitu” obejmował badanie kombinacji procesów mechanicznych, chemicznych i biologicznych, które pozwalają wydobyć składniki mineralne z symulantów regolitu księżycowego. Zespół pracował z dostępnymi na Ziemi symulantami skał księżycowych zawierającymi główne pierwiastki regolitu i poddał je różnym zabiegom. Badano również, jak rozmiar i kształt ziaren wpływają na reakcję surowca z kwasami oraz co ostatecznie trafia do roztworu wodnego.
Próbki przeanalizowano różnymi metodami chemicznymi, m.in. przy użyciu plazmy indukcyjnie sprzężonej (ICP), w celu wykrycia śladowych ilości poszukiwanych pierwiastków. Wyniki okazały się bardzo obiecujące – w utworzonym roztworze wykryto obecność kilku istotnych składników odżywczych.
Firma pracowała nie tylko z surowymi symulantami, lecz także z produktami ubocznymi pochodzącymi z innych procesów wydobywczych, nastawionych na pozyskiwanie tlenków metali. Udało się z nich odzyskać składniki odżywcze, co może przynieść duże korzyści dla wykorzystania zasobów na miejscu (ISRU) i zrównoważonego rozwoju. Ponieważ eksperyment dowiódł, że składniki odżywcze dla roślin można wytwarzać na Księżycu z lokalnych surowców, SolSys Mining planuje dalszą współpracę z ESA. Firma realizuje już kolejny projekt zatytułowany „Strategie wzbogacania i ekstrakcji umożliwiające produkcję nawozów roślinnych na bazie moczu”.
Badanie dostarczyło cennych informacji o możliwościach upraw hydroponicznych na innych planetach oraz o wykorzystaniu produktów ubocznych procesów ISRU. Opracowana metodologia może mieć zastosowanie nie tylko w rolnictwie, ale również w produkcji chemicznej z użyciem lokalnych zasobów.
– Zespół pokazał, jak można prowadzić procesy chemiczne na Księżycu i jakich produktów można się spodziewać. W przyszłości musimy spojrzeć na misje księżycowe z szerszej perspektywy, ponieważ astronauci wciąż będą musieli zabrać ze sobą pewne reagenty, by rozpocząć procesy wykorzystania zasobów. Musimy również zoptymalizować proporcje, ponieważ nie chodzi tylko o wydobycie minerałów, ale także o osiągnięcie odpowiedniego stężenia – powiedziała Małgorzata Holynska, inżynier ds. materiałów i procesów oraz kierownik projektu w ESA.
Dla SolSys Mining, stosunkowo młodej firmy w sektorze kosmicznym, była to pierwsza współpraca z ESA.
– Projekt ten pozwolił nam zmierzyć się z wyjątkowym wyzwaniem, jakim jest wydobywanie składników odżywczych dla roślin z regolitu księżycowego przy jednoczesnym usuwaniu toksycznych pierwiastków – zasadniczo opracowując produkcję nawozów dla Księżyca – dodaje Ethel Tolentino, dyrektor generalna SolSys Mining.
Firma opracowuje obecnie nowy symulant regolitu, bazujący na doświadczeniach zdobytych podczas projektu. Ulepszono dotychczasowe materiały, eliminując ograniczenia napotkane w trakcie eksperymentów. Produkt jest już w fazie produkcji i wkrótce trafi do sprzedaży.
Źródło: ESA
Czytaj też: Polska firma wykonała testy lotnicze kluczowego instrumentu do obserwacji Ziemi
Grafika tytułowa: Andrew Hughes / Unsplash
