Mars’a indiğinizi ve öğle yemeğinizi Dünya’dan getirilen malzemelerle değil, oradaki toz, hava ve mikropları kullanarak yetiştirdiğinizi hayal edin. Uzun süre bilim kurgu gibi görünen bu fikir, Mars’ta kritik bir bileşenin eksik olması nedeniyle gerçekçi bulunmuyordu: verimli topraklar. Gezegenin tozlu yüzeyi mineraller içeriyor ancak bitkilerin büyümesi için gerekli organik besinlerden yoksun.
Almanya’daki araştırmacılar bu soruna, Mars benzeri tozu ve dayanıklı mikroorganizmaları çalışan bir gübre sistemine dönüştüren akıllıca bir çözüm geliştirdi. Sistem, yenilebilir bitkiler üretebiliyor ve Mars görevlerini kendi kendine yeten hale getirme yolunda küçük ama güçlü bir adım oluşturuyor.
Araştırmacılar çalışmada, “Bulgularımız, Mars’ta sürdürülebilir tarım için yerinde gübre üretiminin geliştirilmesine katkı sağlıyor.” ifadesine yer veriyor.
Uzay Tozundan Canlı Biyokütleye
Önerilen sistemin merkezinde, genellikle mavi-yeşil alg olarak bilinen siyanobakteriler yer alıyor. Bu mikroskobik organizmalar aşırı koşullarda hayatta kalabilecek kadar dayanıklıdır. Daha da önemlisi, Mars atmosferinde bol bulunan karbondioksiti kullanarak büyüyebiliyor, aynı zamanda oksijen üretiyor ve mineral açısından zengin tozdan besin çekebiliyor.
Araştırmacılar, söz konusu fikrin nasıl çalışacağını göstermek için Mars koşullarını taklit eden MGS-1 regolit simülantını kullandı. Mars toprağının bileşimini taklit eden bu yapay toz, karbondioksitle birlikte kullanılarak siyanobakterilerin yetiştirilmesini sağladı. Mikroorganizmalar, Mars’ta gerçekçi şekilde bulunabilecek kaynaklarla biyokütle oluşturdu.
Yeterli miktarda siyanobakteri üretildikten sonra, sıradaki adım bu biyokütleyi bitkilerin kullanabileceği bir forma dönüştürmekti. Ekip bunu, mikropların oksijensiz ortamda organik maddeleri parçalayarak sisteme besin maddeleri saldığı bir süreç olan anaerobik fermantasyon yoluyla başardı.
Bu aşama dikkatle optimize edildi. Biyokütlenin önceden ısıtılması parçalanmayı hızlandırırken, sistemin yaklaşık 35°C sıcaklıkta tutulması en iyi sonuçları verdi. Araştırmacılar ayrıca siyanobakteri biyokütlesi ile ortaya çıkan amonyum miktarı arasındaki dengeyi hesapladı ve bitki büyümesi için yeterli besin içeriğini sağladı.
Elde edilen gübre, hızlı büyüyen ve protein açısından zengin bir su bitkisi olan duckweed (su mercimeği, Lemna sp.) üzerinde test edildi. Dünya’nın bazı bölgelerinde tüketilen bu bitki, sistemin verimliliğini ölçmek için ideal bir model sundu.
Ortaya çıkan sonuç etkileyiciydi: yalnızca 1 gram kurutulmuş siyanobakteri, 27 gram taze ve yenilebilir bitki kütlesi üretmek için yeterli besin sağladı.
Ayrıca süreç sırasında ortaya çıkan bir diğer önemli çıktı da metan gazı oldu. Enerji açısından zengin bu gaz, yakıt olarak kullanılabilecek ek bir fayda sunuyor.
Dünya Dışı Yaşam için Bir Yol Haritası
Araştırma, astronotların Dünya’ya çok daha az bağımlı olabileceği bir geleceği gösteriyor. Mikroorganizmalar, yerel toz ve basit biyolojik süreçlerin birleşimiyle gıda, oksijen ve hatta enerji üretebilen kapalı döngü sistemler oluşturmak mümkün olabilir.
Çalışmanın baş araştırmacısı ve Bremen Üniversitesi doktora öğrencisi Tiago Ramalho, “Mars’ta tamamen yerel kaynaklarla işletilen; toprak, gübre veya su getirmeden bir sebze bahçesi hayal edebilirsiniz. Bu kendi kendine yetebilme durumu, gelecekteki Mars yerleşimlerini mümkün olduğunca sürdürülebilir kılmak için kritik.” diyor.
Çalışma henüz tamamlanmış değil. Deneyler kontrollü Dünya koşullarında gerçekleştirildi; Mars’ın yüksek radyasyon, düşük yerçekimi ve aşırı sıcaklık gibi zorlu koşulları sistemin performansını etkileyebilir.
Araştırmacılar bir sonraki aşamada sistemi diğer yaşam destek teknolojileriyle entegre etmeyi planlıyor. Amaç, tamamen kendi kendine yeten bir yaşam alanına bir adım daha yaklaşmak. Başarılı olması durumunda aynı yaklaşım, Dünya’da toprak kalitesinin düşük olduğu bölgelerde sürdürülebilir tarım için de kullanılabilir.
Çalışma, Chemical Engineering Journal dergisinde yayımlandı.
Kaynak: https://interestingengineering.com/science/edible-plants-grown-martian-dust
