Nejspíš není vhodná doba na to, abychom o tom mluvili, ale řekněme si to: existují pádné důvody domnívat se, že nemoci jako COVID-19 se mohou v příštích letech rozšířit. Když zasahujeme do dříve nedotčených oblastí – jako jsou divoká území, husté džungle a tropické lesy – vypouštíme neznámé viry, proti kterým naše těla nemají žádnou ochranu. S rostoucí lidskou populací a úbytkem přírodních stanovišť bude tento cyklus pravděpodobně pokračovat. Mezi další katastrofická nebezpečí pro Zemi patří srážky s asteroidy a kometami, globální termonukleární nebo biochemická válka a samozřejmě dlouhodobé důsledky globálního oteplování.
Abychom tato nebezpečí zmírnili, možná budeme muset odejít. Daleko. Třeba až na Mars. Hlavním důvodem cesty je zkoumání a hledání života – jak minulého, tak současného. Osady na Marsu však také poskytují lidstvu bezpečné útočiště pro případ, že by se Zemi stalo něco katastrofického. Cesta na Mars není jen fantazijní představa z říše snů. NASA dostala od prezidenta příkaz přistát s lidmi na Marsu do roku 2033 a tato organizace zkoumá způsoby, jak na rudé planetě vybudovat lidská obydlí. V roce 2016 společnost SpaceX veřejně oznámila komplexní vizi zahájení budování osídlení na Marsu a navrhla vysokokapacitní dopravní infrastrukturu. Tato dvoufázová mise by mohla dostat lidi na Mars do roku 2026.
Tato potenciální kolonizace je důvodem, proč studenti astrobiologie ve Villanově zahájili projekt Mars Gardens, v jehož rámci zkoumají, které rostliny a zelenina mohou růst v simulantu marsovské půdy bohatém na oxid železa (MSS). Od zahájení programu v roce 2017 bylo testováno více než 45 různých druhů rostlin – a vzhledem k tomu, že se jedná o vysokoškolské studenty, nepřekvapí, že mezi testy byl i chmel a ječmen.
Rostliny pěstované v květináčové směsi za stejných podmínek prostředí sloužily jako „kontrola“ a základem simulantu regolitu (půdy) je do značné míry vulkanická hornina z Mohavské pouště. MSS, který bývá hustší, je k dispozici online a pochází z chemických analýz marťanských vzorků provedených NASA. Skutečný regolit na Marsu však obsahuje perchloráty, které jsou pro člověka nebezpečné. Po příletu na Mars bude tedy nutné tuto nebezpečnou chemickou látku před použitím skutečné půdy odstranit. Na Marsu je také slabší sluneční světlo, což ovlivňuje podmínky pěstování. Studenti z Villanovy tedy podnikli všechny správné kroky, aby napodobili marťanské skleníkové podmínky, a zohlednili co nejvíce proměnných – to vše s cílem odpovědět na otázku: Je možné pěstovat rostliny na Marsu v marťanské půdě za snížené intenzity okolního světla?
NEDOSTATEČNÁ PLANETA
Než si na to odpovíme, podívejme se na Mars z většího nadhledu. Dá se říci, že tamní prostředí není zrovna přívětivé: Mars je celkově malý (asi desetina hmotnosti Země), studený (v průměru -50 stupňů Celsia) a pustý. Má velmi řídkou atmosféru bohatou na oxid uhličitý, jejíž hustota je asi jedna devadesátina hustoty zemské. Mars je od Slunce vzdálen zhruba 141 milionů kilometrů (Země 93 milionů kilometrů), což znamená, že maximální intenzita slunečního světla na Marsu je asi 43 procent síly slunečního světla na Zemi. Je tu však i dobrá zpráva, protože prospěšný oxid uhličitý a dusík tvoří asi 95 procent, respektive 2,6 procenta atmosféry planety. Bez ozonu v marťanské atmosféře by však skleníková okna musela blokovat škodlivé sluneční ultrafialové záření.
Před několika miliardami let se Mars pyšnil přívětivějším prostředím s oceány, mírným podnebím a – dost možná – životem. Od té doby ztratil většinu své atmosféry a zásob vody a v současnosti se na jeho povrchu žádná voda nenachází. Voda (nebo led) se však nachází pod povrchem a také v ledových polárních oblastech planety. Kvůli těmto drsným podmínkám je nutné všechny rostliny pěstovat ve vytápěných, přetlakových sklenících se značnou kompenzací atmosféry, vlhkosti a vody.
Studenti z Villanovy přijali při svých pokusech ve sklenících náročná opatření, aby vytvořili prostředí, které je příznivé pro rostliny a zároveň podobné tomu, jaké by bylo ve sklenících na Marsu. Zajistili například, aby rostliny dostávaly zhruba stejné množství slunečního světla, jaké by měly na Marsu. Vzhledem k těmto požadavkům studenti také experimentovali s hydroponickým pěstováním některých rostlin.
Studenti zjistili, že jejich úspěšnost lze zlepšit dvěma vylepšeními: zesílením slunečního světla pomocí LED diod s více vlnovými délkami a rozvolněním husté MSS přidáním zeminy z květináčů – nebo výkalů žížal.
Na základě všech těchto faktorů mohli studenti vyřadit některé druhy zeleniny z úvahy. Například nízké osvětlení na Marsu není vhodné pro pěstování rostlin, které vyžadují plné slunce, mezi něž patří oblíbená rajčata, fazole, luštěniny, kukuřice nebo mnoho kořeninových rostlin. Do výběru se nedostala ani mrkev, která má v jílovitém prostředí MSS tendenci zakrnět. Bramborám se v simulované půdě a podmínkách s nedostatkem světla z velké části nedaří, ale sladké brambory jsou na tom o něco lépe.
Studenti zjistili, že na Marsu by se dařilo pampeliškám, které mají významné výhody: rychle rostou, každá část rostliny je jedlá a mají vysokou výživovou hodnotu. Mezi další prosperující rostliny patří mikrozelenina, salát, rukola, špenát, hrášek, česnek, kapusta a cibule.
Podmínky na Marsu pro lidi, natož pro zemědělce, nejsou zdaleka jednoduché. Tato obtížná planeta pro nás rozhodně není přirozeným domovem a pěstování obživy by tam bylo komplikovaným úkolem. Přesto to není nemožné a je uklidňující vědět, že bychom mohli vyvinout a udržovat vlastní zdroje potravin ve vzdálené krajině. Možnost pěstování chmele a ječmene také není na škodu.