Månejord, eller regolitt som det heter i geologenes verden, er stort sett bare som et pulver det er vanskelig å dyrke i. I tillegg varter månen opp med temperaturer som kan bli opp til 200 grader på dagtid, og falle ned til 183 kuldegrader om natta.
Det forteller SINTEF-forsker Galina Simonsen. Til tross for dette mener hun og kollegene i det internasjonale prosjektet LunarPlant, som ledes av og NTNU Samfunnsforskning og CIRIS, at det vil bli mulig å dyrke mat der oppe.
Utfordringen krever fornuftig bruk av ressursene vi har tilgjengelig, en kunstig atmosfære og nok lys. Dessuten trengs en erstatning for feit matjord.
Dyrker på nye måter
– Du har kanskje hørt om hydroponisk dyrking? Altså å dyrke planter i vann? Det er fullt mulig dersom vannet inneholder nok næringsstoffer. Dyrkingsmetoden er derfor helt sentral i dette prosjektet, forklarer Galina Simonsen.
– Hvor mye vann er det egentlig på månen?
– Basert på radardataene, har månepolene over 600 milliarder kilo is. Det er nok til å fylle rundt 240 000 svømmebassenger av olympisk størrelse. Det er betydelig mindre enn det vi har på jorda, men er nok til å opprettholde noen menneskelige aktiviteter. Is skal smeltes til vann og vannet skal så brukes til å dyrke mat.
Å dyrke i vann krever imidlertid nok næringsstoffer: Gjødselen som blir tilgjengelig på månen kommer fra astronautene: Menneskelig avfall, altså urin. For i dette prosjektet tenkes det sirkulært.
Denne salaten er dyrket i “jord” av cellulose og med urin som gjødsel. Foto: Jana Pavlova
Her kommer begrepet “gullvann” inn i bildet. Den noe hageinteresserte leser vil vite at det er kallenavnet på urin utblandet i vann. Mangt et blomsterbed bugner takket være de gylne dråpene. Men, det er ikke anbefalt å gjødsle med urin på avlinger som skal bli til mat. En utfordring blir å finne ut hvordan vi kan bruke denne ressursen på en måte som er helt trygg når det gjelder dette.
– Noen ulemper ved bruk av urin som næringskilde i plantedyrking er strenge lover angående bruk av menneskelig avfall i matvekster. Dessuten har vi den ubehagelige håndteringen og lukten som produseres av menneskelig urin, og frigjøring av vedvarende organiske miljøgifter og spormetaller, forklarer forskeren.
Planter dyrket i “gullvann” må analyseres nøye for å finne ut hva som er sikre grenseverdier med tanke på at dette skal bli en matkilde. I tillegg må plantene inneholde nok næring:
– Noen næringsstoffer til plantene kan bli mulig å ta ut av regolitt, altså månejord. Men den er mager. Urin kan supplere både nitrogen, kalium og fosfor, sier Simonsen. Hvis du dyrker salat, kan du også sette inn andre matplanter som kan hjelpe med regulering av både vannkvalitet i systemet og balanse av næringsstoffer.
Jord? Den finnes kun på jorda
En annen del av prosjektet handler om jord. Eller rettere sagt mangelen på jord som i tillegg til å bidra med næring, også er det plantene “bor i”.
– Det vi ser på er å finne ut hvordan plantene kan gro slik at de ikke kollapser. Vi må altså utvikle et medium som gjør at de kan vokse og få tilstrekkelig støtte til rotsystemet, sier forskeren.
Plantene vil helst ha noe å bore røttene sine i, så de klarer å stå oppreist. I dag brukes faktisk steinull til hydroponisk dyrking i enkelte gartnerier. Men det er ikke et bærekraftig materiale – aller minst på månen.
– Å sende noe opp til månen kan koste opptil 20 millioner kroner pr kilo, forklarer Simonsen. Derfor er det viktig at vi kan bruker et materiale som er helt sirkulært – som er lett og som har flere funksjoner – med andre ord: Materialet må kunne ha funksjon og kunne brukes til noe annet enn plantestøtte først.
– I samarbeid med i VTT i Finland har forskerne utviklet et substrat som fungerer som en mansjett for plantene.
Dette er et cellulosebasert alternativ til jord, eller steinull. Og cellulosen kommer fra plantene selv, eller rettere sagt planterestene. Substratet kan også egne seg som isolasjonsmateriale under første reisen opp til månen – noe vi må bruke uansett for trygg transport av dyrebar utsyr. Vel framme kan isolasjonen gjenbrukes som dyrkingsmedium.
Disse terningene i cellulose er mer avanserte enn de ser ut, og skal gjøre det mulig å dyrke mat på månen. Foto: Galina Simonsen/SINTEF
Så langt er resultatene lovende:
– Vi ser at substratet ikke går i oppløsning i vannet som er dyrkingsmediet, og at bestanddelene er også plantevennlige og uten kjemikalier som påvirker veksten eller matsikkerheten, sier SINTEF-forskeren.
– Har løsningen noen klare begrensninger?
– Ja, løsningen begrenser seg til enkelte plantesorter. Det er kun få planter som kan dyrkes i vann, som tomater, agurk, jordbær og salat, for å nevne noe. Rotgrønnsaker kan for eksempel ikke dyrkes hydroponisk, forklarer Simonsen.
Drahjelp fra oljeindustriens kunnskapsbase
Substratet er altså essensielt, men hvordan vannet oppfører seg inni er også viktig å vite. Enkelte planter liker for eksempel ikke å bli for “våte på bena”.
– Vannet må ikke bli stående på ett sted, muligheten for gjennomstrømning må være tilstrekkelig. Vann og luft må transportere seg effektivt igjennom materialet for å sikte plantevekst. Substratet skal kunne være stekt nok til å støtte en fullt utviklet plante, men gi mulighet til røttene å vokse gjennom uten hindring.
For å finne ut hvordan dette skjer, har forskerne hentet inn kunnskap fra oljebransjen: Flerfasestrømning og modellering av slike strømninger kommer til nytte.
– Teknologi fra olje- og gasstransport er overførbar kunnskap. Tilpasset det vi ser i store installasjoner med væsketransport som olje og gass, til ørsmå strukturer som disse plantestubstratene.
– Målet vårt er å lage en digital modell som speiler de mange ulike faktorene som spiller inn. Da kan vi gjøre simuleringer med betingelser som er helt like de på månen – som for eksempel vektløshet.
– Kan vi også bruke denne teknologien til å dyrke på andre ugjestmilde steder på jorda?
Dyrkingsmetoden kan absolutt brukes hvor som helst, og er spesielt viktig sett fra et ressursbruksperspektiv – urin inneholder fosfor som er ikke-fornybar ressurs og steinull som brukes en del steder i dag, er ikke biologisk nedbrytbart, svarer Galina Simonsen i SINTEF.
- Nysgjerrig på mer? Her finner du NASAs egen nettside om den neste ferden til månen.
