Afgelopen december trok op een internationale conferentie waar methoden voor het koloniseren van de maan werden besproken, het idee van een maanboerderij, voorgesteld door Eizo Nakamura, een vooraanstaande professor aan de Japanse Okayama Universiteit, veel aandacht. "Nihon Keizai Shimbun" wees er in een recent rapport op dat voedsel onmisbaar is om een basis voor de lange termijn in de ruimte te vestigen, en dat ruimteboerderijen een oplossing kunnen zijn. Het is mogelijk om boerderijen op de planeet te bouwen door de grond van de talloze asteroïden die in de ruimte zweven als ‘meststof’ te gebruiken.
Yang Yuguang, vice-voorzitter van het Space Transportation Committee van de Internationale Astronautische Federatie, vertelde een verslaggever van Science and Technology Daily:"Het gebruik van potentieel voedselrijke grond van asteroïden om ruimteboerderijen te bouwen is een interessant idee, maar er zijn technische en kostenproblemen."
Asteroïdegrond gebruikt als "meststof"
Zoals het gezegde luidt: in de lente wordt één gierstkorrel geplant en in de herfst worden er tienduizend granen geoogst. Maar planten zullen niet alleen gedijen door zaden te planten in de zandgrond van de maan en Mars. Yang Yuguang zei: "Planten kunnen niet groeien zonder water, koolstof en andere voedingsstoffen."
Nakamura Eizo gelooft dat maanzand minder water, koolstof en andere voedingsstoffen bevat dan aarde, waardoor de plantenteelt en biologische overleving moeilijk worden. De Universiteit van Florida heeft een proef uitgevoerd om Arabidopsis thaliana te kweken in maanzand. Hoewel de zaden ontkiemden, groeiden ze na een paar weken niet meer goed.
Wat Mars betreft, zei Yang Yuguang: De National Aeronautics and Space Administration (NASA) verklaarde eerder dat zijn Mars Reconnaissance Orbiter perchloraat in de bodem van Mars had ontdekt. Perchloraat kan worden omschreven als een "plantendoder". Het vermindert het chlorofylgehalte in de bladeren van planten en vermindert het oxidatieve vermogen van plantenwortels, waardoor wordt voorkomen dat planten voldoende voedingsstoffen opnemen.
Maar de grond op asteroïden kan worden verbeterd tot ‘meststof’. Volgens de Japanse website "Asahi Shimbun" zal de sonde "Hyabusa 2" in 2020 zandmonsters van de asteroïde "Ryuugu" naar de aarde brengen. Uit analyses blijkt dat de hoeveelheden waterstof, koolstof en organisch materiaal hoger zijn dan die in de bodem van de aarde.Het team van Nakamura Eizo kweekte met succes rucola en mizuna met behulp van grond en water die de samenstelling van de "Ryugu" zandgrond simuleerden.
Vind de juiste asteroïde
Verschillende soorten asteroïdezand bevatten verschillende samenstellingen. Wetenschappers moeten asteroïden vinden die voor ‘meststof’ kunnen zorgen, maar er zijn te veel asteroïden in de ruimte. Uit NASA-statistieken blijkt dat wetenschappers ongeveer 1,3 miljoen asteroïden hebben ontdekt, waaronder meer dan 32.000 hemellichamen dicht bij de aarde en de maan. Met de vooruitgang van de observatietechnologie zullen in de toekomst meer asteroïden in het gezichtsveld van mensen doordringen. Maar,Er zijn minder dan twintig asteroïden die in detail zijn geïdentificeerd en die een bodemsamenstelling zoals Ryugu bevatten.
Een rapport in het Britse tijdschrift "New Scientist" wees erop dat bekende koolstofhoudende of "C-type" asteroïden rijk zijn aan organische verbindingen. Michael Mautner van de Universiteit van Lincoln in Nieuw-Zeeland heeft eetbare planten rechtstreeks gekweekt uit materiaal van een "C-type" asteroïde. Mautner wees erop dat deze asteroïde meteorieten op de aarde vielen. Hij vermaalde gewoon de meteorieten en voegde er water aan toe, en de planten die erin geplant waren konden groeien.
Dus, hoe transporteer je zand of andere voedingsstoffen van asteroïden naar de maan of Mars?Als u slechts een kleinere hoeveelheid zand nodig heeft, kunt u de monsterwinningstechnologie van de Hayabusa2- en Pluto-detectoren gebruiken. Maar als er een grote hoeveelheid ‘kunstmest’ nodig is, kan het nodig zijn om de hele asteroïde te ‘vangen’.
NASA heeft in het verleden twee ‘sterrenvangtechnieken’ voorgesteld:Eén daarvan is het installeren van een "big bag" met een diameter van ongeveer 15 meter op het ruimtevaartuig om de asteroïde op te vangen als een netzak die vlinders vangt en deze naar de omgeving van de maan te transporteren. De tweede is om een ruimtevaartuig naar een grotere asteroïde te laten vliegen, een mechanische klauw te gebruiken om een stuk ervan te "knijpen" en het weg te halen.
Geconfronteerd met grote onzekerheid
Om het ruimteboerderijconcept te realiseren, moeten wetenschappers ook zorgvuldig het zout- en zware metaalgehalte in de asteroïdebodem onderzoeken, evenals de mogelijke impact van kosmische straling.
Nakamura Eizo en anderen stellen zich voor dat, om de impact van ruimtestraling te vermijden, de maanboerderij kan worden ontworpen als een gesloten ruimte, en dat kunstlicht zoals lichtgevende diodes ook kan worden gebruikt om planten te kweken. Bij het bouwen van een Mars-boerderij kan de koolstofdioxide die rijk is aan de atmosfeer van Mars worden gebruikt voor fotosynthese, wat onmisbaar is voor planten.
Yang Yuguang benadrukte:Net zoals het opzetten van een Antarctisch onderzoeksstation op aarde, is het bouwen van een permanente onderzoeksbasis op de maan of Mars cruciaal voor zowel ruimteverkenning als voor het begrijpen van de aarde zelf.Omdat er over het algemeen maar een paar wetenschappelijke onderzoekers op de maan- of Mars-bases zijn, kan het grootste deel van de grond die wordt gebruikt om planten te kweken in situ worden verkregen van de maan of Mars, en kan deze na behandeling geschikt zijn voor de plantenteelt. Als middelen ter plaatse kunnen worden benut, zou dat de beste optie zijn.
Yang Yuguang zei verder dat, hoewel de bodem van sommige asteroïden rijk kan zijn aan voedingsstoffen, het verzamelen van grond van asteroïden nog steeds voor twee grote uitdagingen staat: technisch en kostentechnisch. Hayabusa2 kostte bijvoorbeeld 150 miljoen dollar en verzamelde slechts 5,4 gram aan monsters. Bovendien staat het ook voor grote uitdagingen hoe we de microzwaartekracht op de asteroïde kunnen overwinnen en de sonde er beter op kunnen laten landen.
Over kosten gesproken zei Yang Yuguang: ‘Zelfs als de transportkosten van menselijke lanceervoertuigen honderden keren kunnen worden verlaagd, is het transport van materialen tussen asteroïden en de maan of Mars nog steeds ingewikkeld en duur. Vergeleken met direct transport vanaf de aarde bestaat er grote onzekerheid of het kosteneffectief is om deze componenten uit asteroïden te verkrijgen.’