I 2017 udlagde Elon Musk sine store planer for fremtiden for SpaceX, det selskab, der ville tage menneskeheden til Mars. I løbet af årtier ville titusinder af Starship-flyvninger føre en million mennesker til overfladen af den røde planet, det minimum, som Musk forventer, at det vil tage for at skabe en selvbærende civilisation.
Antallet af detaljer i en sådan indsats er forbløffende. Hvad med den reducerede tyngdekraft, eksponering for stråling og rumvidenskab? Hvad med returflyvninger? Reservedele? Byggematerialer?
Hvad vil alle spise?
Af alle de teknologier, vi er nødt til at mestre for, at enhver kan leve på Mars, og ikke mindst en million mennesker, kan mad faktisk være en af de største udfordringer.
Det er fordi Mars bringer næsten intet til bordet, når det kommer til at dyrke den enorme mængde mad, som mennesker har brug for. Vi tror ikke, at der er nogen oprindelige planter og dyr, og Jorden kan ikke fortsat levere en Mars-koloni for evigt med plejepakker hjemmefra. Det besejrer hele ideen om selvforsynende.
Martians bliver nødt til at producere deres mad lokalt. Og det betyder, at udnytte alt, der står til deres rådighed på den røde planet, ved hjælp af den nyeste teknologi inden for fødevareproduktion for at holde alle fodret.
Men vil de skalere op til en million mennesker?
I en ny artikel offentliggjort i tidsskriftet Nyt rum hedder "Fodring af en million mennesker på Mars”, Kevin M Cannon og Daniel T. Britt giver et overblik over de teknologier, der skal bruges til Martian fødevareproduktion, og hvad deres begrænsninger vil være.
Det er klart, at du ikke kan dyrke planter lige på Mars's overflade, det frysende kolde og lave atmosfæriske tryk ville udslette en plante, før den endda kunne spire fra et frø. Der er intet brugbart organisk materiale i den Martiske regolit, og det øverste lag indeholder endda giftige perchlorater.
Den traditionelle idé er, at martiske gartnere vil dyrke deres afgrøder i kæmpe drivhuse og starte planter i regolitten med tilsat organisk materiale. Du har set Martianen, ved du hvad jeg beskriver.
Og det skal være relativt ligetil at vaske regolitten for at fjerne perchloraterne.
Men ifølge Cannon og Britt vil dette sandsynligvis ikke være tilfældet i begyndelsen. Marsplanter rører ikke regolitten. I stedet bliver de dyrket hydroponisk i næringsrige opløsninger ved hjælp af forsyninger bragt fra Jorden.
Lad mig vise dig et specifikt eksempel på, hvordan dette kan se ud.
Et af de mest fjendtlige steder på Jorden for menneskeliv er Antartica, men i 2018 høstede forskere ved Tysklands Neumayer Station II i Antarktis en enorm afgrøde af grøntsager, der blev dyrket fuldstændigt hydroponisk.
De blev dyrket i EDEN ISS-drivhuset, som er et fuldstændigt selvstændigt voksende miljø med LED-voksende lys, hydroponiske næringsstoffer og atmosfærisk kontrol.
I løbet af 9,5 måneder kunne de fremstille 268 kg mad med kun 12,5 kvadratmeter plads. De var i stand til at dyrke agurker, salat og tomater, der smager lige så godt som hvad du måtte vokse i din egen have.
En person havde i gennemsnit brug for 3-4 timer om dagen for at dyrke planterne.
Der er ingen grund til at tro, at denne teknik ikke ville fungere på Mars, selvom at styre atmosfæren ville være mere udfordrende, da du ikke bare kan åbne et vindue, når det bliver lidt for fugtigt i dit drivhus.
Bekymret for den lave tyngdekraft? Vi ved allerede, at det er muligt at dyrke planter i rummet. Der er et eksperiment ombord på den internationale rumstation, der kaldes Veggie Plant Growth System, som blev installeret i maj 2016.
Dette lille drivhus indeholder tre forskellige typer salat, dyrket i et hydroponisk medium med LED-voksende lys. Astronauter høster regelmæssigt salaten og fremstiller salater ved hjælp af forbinding sendt fra Jorden.
En opskaleret version kaldes Advanced Plant Habitat, som er et voksende kammer på størrelse med et minikøleskab. Det er designet til at teste, hvordan forskellige planter reagerer på mikrogravitet og er næsten udelukkende autonome, regulerer temperatur, næringsstoffer og vand.
For nylig blev systemet brugt til at dyrke dværghvede i mikrogravitet, og det så temmelig normalt ud.
Hvilke planter skal du dyrke, når du kan begynde at drive landbrug i Martian regolith? Edward Guinan, en professor ved Villanova for nylig gennemførte et eksperiment med sin bachelor-astrobiologiklasse kaldet The Red Thumbs: Mars Garden Project.
De testede, hvor godt forskellige planter ville vokse i simuleret Mars-regolit, og vigtigst af alt, hvordan smager de? Det viser sig at byg, basilikum, grønnkål, humle, løg, hvidløg, salat, søde kartofler og mynte gjorde det godt.
Lad mig gentage, så det er klart; humle og byg dyrket på Mars, smager lige så godt som når de er vokset på Jorden. Jeg får en Martian øl.
Okay, hvad er der ellers på menuen til Mars?
I følge det papir, jeg refererede til tidligere, antyder Cannon og Britt, at vi får vores protein fra planter såvel som, uh, crickets. De er fyldt med protein, men lettere at opdrætte end en besætning af kvæg, og der er masser af virksomheder her på Jorden, der ville være glade for at sælge dig krekling i næsten enhver spiselig form, du kan forestille dig.
Der er også nogle utrolige fremskridt inden for dyrket kød, med bioreaktorer, der producerer oksekødburgere og kylling, der aldrig har været på et dyr.
Cannon og Britt byggede en model til at simulere fødevarebehovet for en befolkning på Mars vokser til en million mennesker i løbet af 100 jordår. De antog, at kolonisterne ville ankomme 150 ad gangen på raketter fra Jorden og indarbejdet i naturlige fødsels- og dødsrater. De antog også, at der ville være sunde fødsler på Mars og en naturlig stigning for lokalbefolkningen.
De beregnet, at det ville tage næsten 200.000 forsyningsskibe, hvis der ikke blev dyrket mad på Mars for at holde indbyggerne fodret. Men hvis de kunne få deres lokale fødevarevirksomhed i gang, ville dette antal falde til lidt over 50.000 forsyningsskibe i hele 100 år.
De kunne nå selvforsyning inden for 40 år, hvis der blev afsat mere arbejdskraft til landbrug, med fragtskibe, der havde mere landbrugsmateriel. Dette betyder mindre mad og mere hydroponikudstyr og dyrke lys, men over tid tilføjes fordelene virkelig. De har kun brug for 6.500 madleverancer.
Og hvis alle fokuserede al deres indsats på fødevareproduktion, kunne de nå fuldstændig selvforsyning inden for cirka 20 år med kun 209 fødevareleverancer.
For hver person, der kræver 46 kvadratmeter jord, ville det voksende areal ende med at kræve 46 kvadratkilometer. Dette kunne gøres i tunneler, der måler omkring 4 meter på tværs. 14.500 kilometer tunneler.
Utroligt kan en enkelt Boring Company-tunnelmaskine fremstille alle disse tunneler om nødvendigt i løbet af 53 år.
Vil du være en af de mennesker, der rejser til Mars, men din Starship-flyvning er ikke endnu booket? Gode nyheder, du kan tilpasse din diæt med det samme. Forskerne har et ledsagende websted, der hedder Eat Like a Martian, med en gratis guide, der lader dig spise de slags frugtgrøntsager, insektprodukter og kultiveret kød, der vil være grundlaget for en marsdiet.
Selvom det i øjeblikket er science fiction at forestille sig en permanent menneskelig koloni på Mars, har forbedringer i teknologi en måde at gøre science fiction til sidst til virkelighed.
Og selvom det viser sig, at Mars ikke er et godt sted at bo, vil disse samme teknologier kræves til enhver selvbærende koloni, hvad enten det er på Månen, en asteroide eller i rumstationer med kunstig tyngdekraft i Jorden-Månen Lagrange-point.
Faktisk vil disse teknologier hjælpe os med at fodre de mennesker, der allerede lever her på Jorden, hvilket giver en mindre indvirkning på miljøet.
Uanset hvad der sker, skal vi mestre teknologien til fødevareproduktion i ethvert miljø.
