وفي ديسمبر الماضي، وفي مؤتمر دولي لمناقشة أساليب استعمار القمر، جذبت فكرة المزرعة القمرية التي اقترحها إيزو ناكامورا، الأستاذ المتميز في جامعة أوكاياما اليابانية، الكثير من الاهتمام. وأشارت صحيفة "نيهون كيزاي شيمبون" في تقرير حديث إلى أنه لإنشاء قاعدة طويلة المدى في الفضاء، لا غنى عن الغذاء، وقد تكون المزارع الفضائية حلا. من الممكن بناء مزارع على هذا الكوكب باستخدام التربة من الكويكبات التي لا تعد ولا تحصى والتي تطفو في الفضاء "كأسمدة".
صرح يانغ يوغوانغ، نائب رئيس لجنة النقل الفضائي التابعة للاتحاد الدولي للملاحة الفضائية، لمراسل من مجلة Science and Technology Daily:"إن استخدام تربة الكويكبات الغنية بالمواد المغذية لبناء مزارع فضائية يعد فكرة مثيرة للاهتمام، ولكنه يواجه تحديات فنية وتكلفة."
تربة الكويكب تستخدم "كسماد"
وكما يقول المثل، تزرع حبة واحدة من الدخن في الربيع، وتحصد عشرة آلاف حبة في الخريف. لكن الأمر لا يقتصر على زراعة البذور في التربة الرملية للقمر والمريخ، حيث ستزدهر النباتات. وقال يانغ يوغوانغ: "لا يمكن للنباتات أن تنمو بدون الماء والكربون والمواد المغذية الأخرى".
يعتقد ناكامورا إيزو أن الرمال القمرية تحتوي على كمية أقل من الماء والكربون والمواد المغذية الأخرى مقارنة بالتربة الأرضية، مما يجعل زراعة النباتات والبقاء البيولوجي أمرًا صعبًا. أجرت جامعة فلوريدا اختبارًا لزراعة نبات الأرابيدوبسيس ثاليانا في الرمال القمرية. وعلى الرغم من أن البذور نبتت، إلا أنها فشلت في النمو بشكل جيد بعد بضعة أسابيع.
أما بالنسبة للمريخ، فقال يانغ يوغوانغ: ذكرت الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (ناسا) في وقت سابق أن مركبتها الاستطلاعية المريخية اكتشفت البيركلورات في تربة المريخ. يمكن وصف البيركلورات بأنها "قاتلة للنباتات". فهو يقلل من محتوى الكلوروفيل في أوراق النبات ويقلل من القدرة التأكسدية لجذور النبات، مما يمنع النباتات من امتصاص العناصر الغذائية الكافية.
لكن التربة على الكويكبات يمكن تحسينها لتصبح "أسمدة". وبحسب موقع "أساهي شيمبون" الياباني، فإن المسبار "هيابوسا 2" سيجلب عينات رمل من كويكب "ريوغو" إلى الأرض في عام 2020. وتظهر التحليلات أن نسب الهيدروجين والكربون والمواد العضوية أعلى من تلك الموجودة في تربة الأرض.نجح فريق ناكامورا إيزو في زراعة الجرجير والميزونا باستخدام التربة والمياه التي تحاكي تكوين تربة "ريوجو" الرملية.
العثور على الكويكب الصحيح
تحتوي الأنواع المختلفة من رمل الكويكبات على تركيبات مختلفة. يجب على العلماء العثور على الكويكبات التي يمكن أن توفر "الأسمدة"، ولكن هناك عدد كبير جدًا من الكويكبات في الفضاء. وتشير إحصائيات ناسا إلى أن العلماء اكتشفوا نحو 1.3 مليون كويكب، من بينها أكثر من 32 ألف جرم سماوي قريب من الأرض والقمر. ومع تقدم تكنولوجيا المراقبة، سيقتحم المزيد من الكويكبات مجال رؤية الناس في المستقبل. لكن،هناك أقل من 20 كويكبًا تم تحديدها بالتفصيل والتي تحتوي على تركيبة التربة مثل ريوجو.
وأشار تقرير في مجلة "نيو ساينتست" البريطانية إلى أن الكويكبات المعروفة الكربونية أو "C-type" غنية بالمركبات العضوية. قام مايكل موتنر من جامعة لينكولن في نيوزيلندا بزراعة نباتات صالحة للأكل مباشرة من مادة من كويكب من النوع C. وأشار موتنر إلى أن هذه النيازك الكويكبية سقطت على الأرض. لقد قام فقط بطحن النيازك، ثم أضاف الماء، ويمكن للنباتات المزروعة فيها أن تنمو.
إذًا، كيف يمكن نقل الرمال أو العناصر الغذائية الأخرى من الكويكبات إلى القمر أو المريخ؟إذا كنت تحتاج فقط إلى كمية أقل من الرمال، فيمكنك استخدام تقنية استرداد العينات الخاصة بكاشفات Hayabusa2 وPluto. ولكن إذا كانت هناك حاجة إلى كمية كبيرة من التربة "الأسمدة"، فقد يكون من الضروري "التقاط" الكويكب بأكمله.
اقترحت وكالة ناسا "تقنيتين لالتقاط النجوم" في الماضي:أحدهما هو تركيب "كيس كبير" يبلغ قطره نحو 15 مترا على المركبة الفضائية للقبض على الكويكب مثل كيس شبكي يصطاد الفراشات وينقله إلى محيط القمر. والثاني هو إرسال مركبة فضائية لتطير إلى كويكب أكبر، واستخدام مخلب ميكانيكي "لقرص" قطعة منه وأخذها بعيدًا.
تواجه قدرًا كبيرًا من عدم اليقين
ولتحقيق مفهوم المزرعة الفضائية، يجب على العلماء أيضًا التحقق بعناية من محتوى الملح والمعادن الثقيلة في تربة الكويكب، بالإضافة إلى التأثير المحتمل للأشعة الكونية.
ويتصور ناكامورا إيزو وآخرون أنه من أجل تجنب تأثير الإشعاع الفضائي، يمكن تصميم المزرعة القمرية كمساحة مغلقة، ويمكن أيضًا استخدام الضوء الاصطناعي مثل الثنائيات الباعثة للضوء لزراعة النباتات. عند بناء مزرعة مريخية، يمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون الغني بالجو المريخي في عملية التمثيل الضوئي، وهو أمر لا غنى عنه للنباتات.
وأكد يانغ يوغوانغ،تمامًا مثل إنشاء محطة أبحاث في القطب الجنوبي على الأرض، يعد بناء قاعدة بحثية دائمة على القمر أو المريخ أمرًا بالغ الأهمية لاستكشاف الفضاء وفهم الأرض نفسها.وبما أنه لا يوجد عمومًا سوى عدد قليل من الباحثين العلميين في قواعد القمر أو المريخ، فإن معظم التربة المستخدمة لزراعة النباتات يمكن الحصول عليها في الموقع من القمر أو المريخ، ويمكن أن تكون مناسبة لزراعة النباتات بعد معالجتها. وإذا كان من الممكن استخدام الموارد في الموقع، فسيكون ذلك هو الخيار الأفضل.
وقال يانغ يوغوانغ أيضًا إنه على الرغم من أن تربة بعض الكويكبات قد تكون غنية بالمواد المغذية، إلا أن جمع التربة من الكويكبات لا يزال يواجه تحديين رئيسيين، تقنيًا وتكلفة. على سبيل المثال، بلغت تكلفة Hayabusa2 150 مليون دولار وتم جمع 5.4 جرام فقط من العينات. علاوة على ذلك، فإن كيفية التغلب على الجاذبية الصغرى على الكويكب والسماح للمسبار بالهبوط عليه بشكل أفضل تواجه أيضًا تحديات كبيرة.
وفي حديثه عن التكاليف، قال يانغ يوغوانغ: "حتى لو كان من الممكن تخفيض تكلفة نقل مركبات الإطلاق البشرية مئات المرات، فإن نقل المواد بين الكويكبات والقمر أو المريخ لا يزال معقدًا ومكلفًا. وبالمقارنة مع النقل المباشر من الأرض، هناك قدر كبير من عدم اليقين بشأن ما إذا كان الحصول على هذه المكونات من الكويكبات فعالاً من حيث التكلفة".