SpaceX sigter mod at hjælpe med at etablere en million-person by på Mars. Hvad ville alle disse mennesker spise?
(Billede: © SpaceX)
Hvad kan det tage at fodre en million mennesker på Mars? En ny undersøgelse finder, at lab-dyrket kød, tunnelvoksne afgrøder og cricketfarme.
Når det kommer til planer om besatte missioner til Mars, Antager NASA typisk rundrejser med kun korte mellemlandinger på den røde planet. Imidlertid er kommercielle rumfartselskaber kommet frem med målet om at kolonisere det ydre rum, med SpaceX specifikt sigte mod udvikle en civilisation på Mars.
Den mest praktiske strategi for lange ophold Mars involverer at leve af ressourcer, der allerede findes på den røde planet, i stedet for at stole på genforsyningsskibe fra Jorden. De fem vigtige forbrugsstoffer, som forskere identificerede Marsbosættelser, ville have brug for energi, vand, ilt, byggemateriale og mad, og de første fire er potentielt rigelige på Mars.
F.eks. Solenergi, sandsynligvis suppleret med reaktorer med nuklear fission, kan hjælpe med at give energi til mægtige mennesker. Is og hydratiserede mineraler på Mars er kilder til vand. Kuldioxid kan omdannes til ilt. Endelig kan Marsjord let fremstilles til mursten til bygningsmaterialer.
Til sammenligning er der ingen fødevarer, der er naturligt tilgængelige på Mars, og der er ingen let måde at skabe det fra nogen råvarer på den røde planet, der f.eks. Bruger en simpel kemisk reaktor, sagde forskerne.
"Mad vil sandsynligvis være den sværeste ting at lave lokalt på Mars, og du kan ikke bare importere det hele, hvis du vil have en selvforsynende bosættelse," studerer lederforfatter Kevin Cannon, en planetvidenskabsmand ved University of Central Florida i Orlando fortalte Space.com.
I betragtning af denne udfordring ønskede forskerne at se, hvad det kunne tage for at nå det radikale mål at producere nok mad på Mars til at fodre 1 million mennesker.
"Vi arbejdede med en masse mennesker, der ønskede at dyrke planter i den simulerede Mars-jord, vi skaber, og dette fik os til at se på, hvad der blev udført med hensyn til produktion af mad til fremtidige menneskelige missioner til månen eller Mars," Kanon sagde. "Det viser sig, at det meste af fokuset har været på meget kalorifattige grøntsager, og de seneste innovationer i alternative proteinkilder blev ikke overvejet. Vi stillede spørgsmålet: I stedet for en kort NASA-stil mission til Mars, hvad ville det tage at fodre en by med 1 million mennesker, ligesom hvad SpaceX forestiller sig? "
Forskerne bemærkede, at opdræt af husdyr til mejeri og kød ikke ville være praktisk på Mars på kort sigt på grund af udfordringerne ved at transportere dem over rummet. På samme tid bemærkede de, at de fleste mennesker ikke ønsker at gå helt vegetarisk. Løsningen? Insekterfarme og lab-dyrket kød, foreslog de.
Insektfarme er velegnet til Martisk køkken, da de giver en masse kalorier pr. land, mens de bruger relativt mindre mængder vand og foder, sagde forskerne. Især crickets er et af de mere lovende eksempler på spiselige insekter, med cricketmel, der potentielt er inkorporeret og skjult i mange forskellige opskrifter, bemærkede de.
"Bugs er vejen at gå, hvis folk kan komme over bruttofaktoren," sagde Cannon.
For dem, der ikke kan lide insekter, kunne "cellulært landbrug" - det vil sige fødevarer, der stammer fra celler, der er dyrket i laboratorieskåle, hjælpe folk på Mars med at spise en noget mere kendt diæt, sagde forskerne. Alt fra alger til kød og fisk til ko-mindre mælk og kyllingsfrie æg er nu muligt, sagde de. De store mængder penge, som investorerne har hældt i forfining af sådan teknologi, har allerede drevet ned omkostningerne ved en kultureret kødburger fra $ 325.000 til $ 11 pr. Patty på to år, tilføjede de.
Når det kommer til afgrøder, indeholder begrebskunst af martiske bosættelser normalt drivhuse, men disse er muligvis ikke praktiske, sagde forskerne. Fordi Mars er så langt fra solen, selv på ækvator, hvor sollyset er stærkest, ville mængden af lette planter modtage svare til det, de får i Alaska. Selvom drivhuse er lavet af klare vinduesruder, absorberer disse stadig typisk 50 til 70 procent af lyset på Jorden, og kan muligvis blokere endnu mere på Mars, da et stærkere materiale sandsynligvis er nødvendigt for at understøtte et opvarmet, undertrykt indre, i betragtning af hvordan luft på den røde planet er meget koldere og tyndere end på Jorden.
I stedet er tunneler, der er oplyst med højstyrke-LED'er, sandsynligvis nødvendige for at dyrke planter på Mars, suppleret med sollys indsamlet og ført ned gennem fiberoptiske kabler, sagde forskerne. Jordfri jordbrug, der involverer hydroponiske eller aeroponiske systemer er mulig, men disse strategier ville kræve mere masse sendt til Mars i form af bakker, pumper og reservoirer, sagde de. Derudover kan jordbaseret landbrug være mere robust mod plantesygdomme, men uorganisk martisk snavs ville kræve betydelig forskning og behandling for at konvertere den til en levende jord, der kan understøtte plantevækst, tilføjede forskerne.
Tidligere forskning antydede, at en række afgrøder kan vise sig at være særlige praktiske, når det gælder fodring af martiske kolonister, såsom hvede, majs, sojabønner, jordnødder og søde kartofler. Genetisk modifikation kan også gøre planter mere nyttige på forskellige måder for martiere - for eksempel ved at forbruge mere kuldioxid og øge produktiviteten.
”Næsten al den hidtidige forskning har fokuseret på dyrkning af planter til fodring af astronauter, men planter optager masser af plads, og på en anden planet, det betyder at bygge store indendørsfabrikker, der skal presses, opvarmes og tændes,” sagde Cannon. "Hvis du vil fodre en stor befolkning på en anden planet, er du nødt til at bevæge sig væk fra tanken om vandige grøntsager og virkelig tænke på de enorme mængder energi, vand og råmaterialer, der er nødvendige for at producere nok kalorier."
For at se, hvad det kan tage at fodre a Marsby på 1 million menneskerforskerne modellerede en befolkning, der voksede fra indvandring såvel som gennem en fødselsrate på 10 pr. 1.000 mennesker pr. Jordår, en sats, der er typisk for udviklede nationer på Jorden. Alt i alt antog de, at ca. 6.900 besætningsskibe var nødvendige for at levere omkring 1 million indvandrere til Mars i løbet af et århundrede, med omkring 340.000 mennesker født på Mars i løbet af denne tid.
Forskerne beregnet antallet af kalorier, som hver person havde brug for, og modellerede arealanvendelse givet en diæt, der omfattede hvede, majs, søde kartofler, kreklinger og kylling i laboratoriet. De fandt, at en Martian-koloni på 1 million mennesker kunne opnå selvforsyning med hensyn til mad inden for 100 år og stole på ca. 9.000 miles (14.500 kilometer) værd af tunneler, der var ca. 3,6 fod (3,6 meter) brede, som kunne stables lodret.
Imidlertid ville disse kolonister have brug for enorme mængder mad, der blev importeret i mellemtiden, transporteret med næsten 54.000 fragtforsendelser. Forskerne bemærkede, at der var en række strategier, der kunne bruges til at reducere mængden af importeret mad betydeligt, såsom at øge antallet af landbrugsbyggerier på Mars.
Fremtidig forskning om, hvordan man bedst kan fodre martians bør fokusere på at øge afgrødens produktivitet, udarbejde de mest effektive og velsmagende insektarter, forbedre smagen og strukturen i kultiveret kød, forbedre effektiviteten af LED-belysningen, der bruges til at dyrke afgrøder, og udvikle automatiserede metoder for hurtigt at opbygge pressede, afskærmede områder til at huse gårde, sagde forskerne.
"Den åbenlyse kritik er, at dette er science fiction - menneskelige missioner til Mars er flere årtier væk, så hvorfor gider det med at arbejde med dette emne nu? "sagde Cannon.„ Enhver, der tænker på disse linjer, er nødt til at tage et seriøst kig på, hvad SpaceX laver - de bygger og tester allerede prototyper af de skibe, der vil sende første bosættere til Mars. "
Det er tid til at "finde ud af, hvordan man får det til," tilføjede han.
Forskerne sagde, at forskning i, hvordan man fodrer martianere, også kunne hjælpe med at fodre mennesker på Jorden.
"De begrænsninger, der er pålagt af Mars - a kold, tynd atmosfære - tvinge dig til at fremstille mad på måder, der faktisk er mere bæredygtige og etiske end hvad der foregår på Jorden med den nuværende praksis i fabrikslandbruget, "sagde Cannon." Så hvis du skifter til en 'Martian diet', kan det hjælpe vores planet. "Forskerne skabte et websted, http://eatlikeamartian.org, som giver nogle oplysninger om, hvordan man gør netop det.
Kanon og studere seniorforfatter Daniel Britt ved University of Central Florida detaljeret deres fund online 30. august i tidsskriftet New Space.
- NASAs Human Mars-mission kræver at bo fra landet
- Disse fantastiske design viser, hvordan vores fremtid på Mars kan se ud
- Fra Apollo til Artemis - Hvordan astronaut mad kan ændre sig, når vi vender tilbage til månen
Redaktørens note: Den originale version af denne historie omtalte fejlagtigt Kevin Cannon som Keith Cannon.
