Урожай нута выращен в имитации лунного реголита

Лунный урожай: ученые успешно вырастили высокобелковый нут в имитации лунного грунта

Исследователи из Техасского университета в Остине и Техасского университета A&M успешно вырастили и собрали урожай нута в имитированном лунном реголите, что стало первым случаем получения этой высокобелковой культуры в среде, подобной лунной. Этот прорыв, результаты которого были опубликованы в журнале Scientific Reports 5 марта 2026 года, демонстрирует, что биологические добавки могут превратить стерильную лунную пыль в плодородную почву. Под руководством главного исследователя Sara Santos и ведущего автора Jessica Atkin исследование доказывает, что устойчивое внеземное сельское хозяйство возможно за счет использования симбиотических связей между растениями, грибами и переработанными органическими отходами. Это открытие является важной вехой для Artemis Program, целью которой является установление долгосрочного человеческого присутствия на лунной поверхности.

Проблема фермерства на Луне начинается с природы лунного реголита — остроугольного материала, бедного питательными веществами, который покрывает поверхность Луны. В отличие от земной почвы, представляющей собой сложную смесь минералов и органических веществ, лунный реголит — это, по сути, измельченная порода, образовавшаяся в результате метеоритных ударов на протяжении эонов. В нем отсутствуют необходимые для жизни растений микроорганизмы и содержатся тяжелые металлы, которые могут быть токсичны для растительности. Предыдущие эксперименты с образцами эпохи «Аполлона» подтвердили, что, хотя некоторые растения могут прорастать в необработанном реголите, они часто погибают из-за экстремального физиологического стресса. Чтобы преодолеть эти барьеры, техасская исследовательская группа сосредоточилась на «биоремедиации» — использовании биологических агентов для нейтрализации токсинов и обогащения среды выращивания.

Почему нут подходит для выращивания на Луне?

Нут подходит для выращивания на Луне благодаря своему компактному размеру, высокому содержанию белка и исключительной устойчивости к стрессовым факторам окружающей среды. Исследователи выбрали сорт «Myles» за его способность процветать в условиях миссий с ограниченным пространством, обеспечивая при этом плотный источник питательных веществ. По сравнению с другими бобовыми, нут требует меньше воды и азота, что делает его идеальным кандидатом для устойчивого космического сельского хозяйства.

Jessica Atkin, докторант Техасского университета A&M, подчеркнула, что выбор сорта «Myles» был стратегическим. Этот конкретный вид нута известен своей выносливостью и способностью давать высокие урожаи в субоптимальных условиях. Для астронавтов каждый грамм веса на космическом корабле обходится дорого, поэтому сельскохозяйственные культуры должны обеспечивать высокое соотношение белка к весу, чтобы быть жизнеспособными. Нут не только отвечает этим питательным требованиям, но и предлагает кулинарную универсальность, что важно для психологического благополучия экипажей в длительных миссиях. Исследование показало, что даже при выращивании в 75% лунного реголита эти растения могут завершить свой жизненный цикл и дать пригодные для сбора семена.

Какие добавки использовались, чтобы сделать лунную пыль плодородной для нута?

Исследователи дополнили имитированный лунный реголит комбинацией вермикомпоста и арбускулярных микоризных грибов, чтобы создать жизнеспособную среду для выращивания. Эта специфическая смесь решила проблему полного отсутствия органических веществ и микробов в лунном грунте. Интегрируя переработанные отходы и полезные грибы, команда успешно превратила стерильный токсичный реголит в функциональную почву, способную поддерживать сложную жизнь растений.

Вермикомпост, использованный в исследовании, был произведен навозными червями (red wiggler), перерабатывающими органические материалы, такие как пищевые отходы и средства гигиены на основе хлопка. В лунной колонии эти материалы в противном случае считались бы отходами, но исследование показывает, что их можно перепрофилировать в богатое питательными веществами удобрение. Этот вермикомпост обеспечивает лунный реголит разнообразным микробиомом и необходимыми минералами. Команда протестировала различные соотношения реголита и компоста, обнаружив, что, хотя чистый реголит был слишком токсичен для растений, смесь, содержащая до 75% лунной пыли, позволяла нуту процветать и достигать стадии сбора урожая.

Какую роль играют грибы и биогумус в лунном фермерстве?

Грибы и биогумус действуют как биологические катализаторы, которые нейтрализуют токсичность тяжелых металлов и улучшают физическую структуру лунного реголита. Арбускулярные микоризные грибы вступают в симбиоз с корнями нута, изолируя токсичные металлы и облегчая поглощение необходимых питательных веществ. Между тем, биогумус, или вермикомпост, предотвращает коркообразование мелких частиц реголита, обеспечивая лучшее удержание воды и аэрацию.

• Биоремедиация: Грибы снижают поглощение растением тяжелых металлов, содержащихся в лунном грунте.
• Структура почвы: Вермикомпост увеличивает площадь поверхности почвы, предотвращая «комкование», характерное для мелкой лунной пыли.
• Круговорот питательных веществ: Земляные черви превращают отходы миссии в биодоступный азот и фосфор.
• Устойчивость: Было обнаружено, что колонии грибов выживают и сохраняются в имитаторе, а значит, их, возможно, потребуется завезти в лунную теплицу лишь один раз.

Sara Santos, научный сотрудник Института геофизики Техасского университета (UTIG), отметила, что грибы играли защитную роль. Даже когда растения проявляли признаки стресса из-за высокого содержания минералов в реголите, те, что были инокулированы грибами, выживали значительно дольше, чем те, что росли без них. Это говорит о том, что «микробный щит», обеспечиваемый грибами, является необходимым условием для любых будущих попыток ведения сельского хозяйства на Луне. Способность этих грибов колонизировать имитатор и оставаться активными в течение долгого времени указывает на то, что внутри лунной среды обитания может быть создана самоподдерживающаяся экосистема.

Как это исследование связано с программой NASA Artemis?

Это исследование поддерживает программу NASA Artemis, развивая концепцию использования местных ресурсов (ISRU — In-Situ Resource Utilization), которая заключается в использовании локальных материалов для поддержания жизни человека в других мирах. Доказав, что пищу можно выращивать в лунном реголите, исследование снижает потребность в дорогостоящих миссиях по доставке припасов с Земли. Эта возможность важна для успеха Artemis Base Camp и будущих миссий на Марс.

Логистическая стоимость транспортировки еды с Земли на Луну — одно из самых серьезных препятствий для длительного проживания. Инициатива NASA по инновациям на лунной поверхности (Lunar Surface Innovation Initiative) направлена на поиск технологий, которые позволят астронавтам «жить за счет ресурсов местности». Выращивание нута на месте не только обеспечивает свежее питание, но также способствует производству кислорода и очистке среды обитания от углекислого газа. Первоначально проект финансировался самими исследователями, но с тех пор он получил грант NASA FINESST, что свидетельствует о заинтересованности космического агентства в интеграции вермикультуры и грибного симбиоза в архитектуру будущих миссий.

Несмотря на успешный сбор урожая, исследователи предупреждают, что прежде чем этот нут появится в меню астронавтов, необходимо ответить на ряд вопросов. Следующий этап исследований, описанный в статье Scientific Reports (DOI: 10.1038/s41598-026-35759-0), включает проверку питательных качеств семян. Ученым необходимо убедиться, что тяжелые металлы, присутствующие в лунном реголите, не накопились в съедобной части растения. «Мы хотим понять их пригодность в качестве источника пищи», — пояснила Jessica Atkin, отметив, что здоровье и безопасность астронавтов являются высшим приоритетом.

Будущие исследования также должны будут учитывать уникальные факторы окружающей среды Луны, которые невозможно идеально воспроизвести на Земле, такие как пониженная гравитация и высокий уровень радиации. В текущем эксперименте использовался имитатор лунного грунта LHS-1 от Exolith Labs, который точно моделирует минералогию Луны, но не учитывает космический вакуум. По мере приближения миссии Artemis II это исследование, проведенное в Техасе, дает многообещающий план того, как люди смогут однажды сесть за трапезу из выращенного на Луне хумуса в миллионах миль от дома.