Дослідження можливостей вирощування рослин у позаземному ґрунті, зокрема на Марсі та Місяці, показують перспективи розвитку космічного сільського господарства, але вказують на численні виклики, які потрібно вирішити, перш ніж людство зможе стати самодостатнім на інших планетах.
Одним із підходів до вирощування їжі в космосі є використання гідропоніки (вирощування рослин у водному розчині поживних речовин) або аеропоніки (живлення рослин через повітря). Проте ці технології є дорогими, що змушує вчених досліджувати традиційні методи, як-от вирощування культур у реголіті — позаземному ґрунті. Штучні зразки місячного реголіту, створені на основі даних місії «Аполлон-16», та марсіанського, розроблені за допомогою інформації від марсохода Curiosity, стали базою для таких досліджень.
Цікаво, що рослини в місячному реголіті показали кращі результати, ніж у марсіанському. Як зазначила Лаура Лі, дослідниця з Університету Північної Аризони: «Ми думали, що все буде навпаки». Хоча марсіанський ґрунт багатий на азот, його щільність і схожість із глиною обмежують доступ кисню до коренів рослин, що ускладнює їх зростання.
Дослідження також вивчають можливість використання відходів людського життя, як-от стічних вод, для удобрення рослин. Попередні результати показали, що врожайність кукурудзи, вирощеної з добривами на основі мікробів, що переробляють стічні води, значно поступається культурі, вирощеній на традиційних азотних добривах. Це свідчить про потребу в імпорті добрив на початкових етапах розвитку позаземних поселень.
Додаткові експерименти з такими культурами, як люцерна, броколі та боби, виявили, що люцерна є перспективною не тільки як рослина для вирощування, але й як потенційне добриво. Проте вирощування рослин на Марсі стикається з проблемами, як-от висока радіація, відсутність органічної речовини та токсичні перхлорати, які необхідно видаляти з реголіту.
Розглядаючи довгострокові перспективи, вчені також досліджують можливості тераформування Марса для створення умов, придатних для життя. Серед ідей — використання фотосинтезуючих бактерій для насичення атмосфери киснем, а також штучне нагрівання поверхні планети. Проте такі проєкти потребують значних ресурсів: за оцінками, нагрівання Марса на 1°C щорічно коштуватиме близько 1 мільярда доларів.
Попри всі виклики, дослідження вказують, що життя на Місяці може стати реальністю швидше, ніж на Марсі, завдяки меншій відстані для транспортування ресурсів і швидшому досягненню самодостатності. Проте для успішного освоєння обох космічних тіл потрібні інноваційні технології, значні інвестиції та розв’язання етичних питань впливу на можливе життя на інших планетах.