Ce vor manca oamenii pe Marte?

Daca il intrebi pe Elon Musk, calatoriile private in spatiu ar putea fi o realitate in anul urmator, iar un oras autosustinut de pe Marte nu este departe. Intre timp, omul de stiinta planetar Kevin Cannon si colegii sai de la Universitatea din Florida Centrala sunt mai putin preocupati de nava care va lansa pasagerii pe orbita si mai interesati de cum sa hraneasca o potentiala asezare umana de pe Marte.

In lucrarea lor recenta „Hranirea unui milion de oameni pe Marte”, Cannon si Daniel Britt au modelat o cale catre autosuficienta pentru un milion de colonisti pe parcursul a 100 de ani pamanteni, tinand cont de aportul caloric per persoana, alimentele importate in primii ani. si infrastructura necesara, cum ar fi instalatii de productie alimentara sub presiune si tuneluri subterane pentru cultivarea plantelor cu iluminare LED si lumina soarelui introdusa.

Ce te-a inspirat sa te gandesti sa hranesti un milion de oameni pe Marte?

Am lucrat la o multime de proiecte legate de resursele spatiale, asa ca folosesc materiale locale de pe Luna sau Marte pentru a sprijini explorarea si dezvoltarea spatiului. Daca te gandesti la consumabilele de care ai avea nevoie pentru oameni, te uiti la oxigen, apa, materiale de constructie si alimente. Si ceea ce am realizat este ca mancarea este unul dintre cele mai dificile lucruri de produs pe suprafata lui Marte si ca va necesita multa procesare. In opinia noastra, oamenii chiar nu gandeau suficient de mare.

Cum ati venit cu cifre, cum ar fi numarul de oameni si aportul caloric, pentru studiu?

Milioanele de oameni, aceasta este o cifra arbitrara bazata pe unele lucruri despre care Elon Musk a vorbit pentru obiectivele sale aspirationale, asa ca am ales asta ca punct de referinta. Pentru cifrele specifice din studiu, am luat multe din datele de pe Pamant. De exemplu, ne-am uitat la cate calorii mananca o persoana obisnuita pe zi si apoi am scalat-o in functie de varsta si nivelul de activitate al unei persoane. In acest model computerizat, reprezentam de fapt o populatie de oameni, asa ca aveam un amestec 50/50 de barbati si femei si aveam o structura de varsta. Desigur, copiii consuma mult mai putine calorii decat persoanele in varsta. Toate acestea sunt luate in considerare in modelarea noastra.

Ce factori practici ati luat in considerare cand v-ati gandit la productia de alimente pe Marte?

Ceea ce se dovedeste a fi adevaratul factor limitator este cantitatea de teren de care aveti nevoie. Motivul pentru care acest lucru este atat de important pe Marte este ca atunci cand te gandesti la pamant, chiar vorbesti despre construirea unei structuri inchise. Trebuie sa-l presurizezi, trebuie sa-l incalzesti si sa-l aprinzi pentru a te proteja de mediul martian. Aproape ca nu exista atmosfera. E foarte frig. Deci, terenul se dovedeste a fi cel mai important motor. Cu cat trebuie sa folositi mai mult pamant pentru a cultiva alimente, cu atat mai multa constructie, cu atat mai multa putere etc.

Cum ati determinat ce surse de hrana ar fi potrivite pentru viata pe Marte?

Am privit acest lucru intr-un mod foarte general. Ne-am gandit, bine, sa incepem de la plante, pentru ca asta au presupus majoritatea oamenilor in trecut cand s-au gandit la ce vor manca oamenii in misiunile spatiale. Si sa mergem putin dincolo de asta la unele surse de proteine. Asadar, ne-am uitat la ceea ce se face pe Pamant si ne-am concentrat asupra alimentelor pe baza de insecte care s-au dovedit a fi foarte eficiente pentru Marte, precum si a ceea ce se numeste agricultura celulara. Aceasta este ideea de a creste carne din celule in aceste bioreactoare mari. Este ceva care de fapt vine mult mai devreme decat cred oamenii pe Pamant si este foarte bine adaptat pentru a produce hrana in spatiu.

Cum functioneaza agricultura celulara?

Modul in care functioneaza este ca luati celule de la un animal – intr-adevar puteti folosi orice animal, dar oamenii incep cu gaini, vaci, lucruri familiare. Extrageti acele celule si apoi practic le cresteti intr-o solutie nutritiva. Acest lucru s-ar putea face intr-un rezervor mare, din otel inoxidabil si aproape ca ar arata mai mult ca berea de bere decat o ferma traditionala. La ce lucreaza oamenii acum este sa incerce sa obtina textura corecta, construind acele celule intr-un fel de schela care iti ofera textura diferitelor carni. Dar ideea este ca este un mod mult mai durabil de a produce proteine ​​animale si este mult mai etic, deoarece nu implica cresterea animalelor in conditii discutabile.

Ati putea detalia putin mai multe despre proteina insectelor?

In America de Nord si in Europa, nu face parte cu adevarat din cultura sau dieta noastra. Dar daca priviti mai larg, cred ca aproximativ 2 miliarde de oameni mananca insecte ca parte a dietei lor in mod regulat. Se dovedeste a fi o sursa foarte buna de proteine ​​si, din nou, este mult mai durabila. Nu necesita mult teren sau multa apa in comparatie cu practicile agricole din fabrica. Desigur, exista un factor putin gros. Dar oamenii pot, de exemplu, sa macina greierii in faina si apoi sa-i puna in prajituri sau chipsuri sau lucruri de genul asta, astfel incat sa ii poti ascunde si sa scapi de a macina doar insecte intregi.

Ce fel de fructe sau legume ar fi in meniu?

Daca te uiti la ceea ce se face in spatiu in acest moment, astronautii au o mica gradina in care pot cultiva lucruri precum salata verde, rosii si ardei. Desigur, acele alimente sunt valoroase pentru lucruri precum vitaminele si beneficiul psihologic de a-ti putea cultiva propriile legume. Dar nu veti putea hrani o populatie mare cu acele legume foarte scazute in calorii, asa ca va trebui sa va uitati la lucruri precum porumb, grau si soia care sunt suficient de dense in calorii pentru a sustine o crestere. populatie.

Ce tipuri de tehnologii ati gasit ca sunt cele mai potrivite pentru productia de alimente pe Marte?

Unul dintre lucrurile importante este ca ai dori ca productia ta de alimente sa fie cat mai automatizata posibil, deoarece asta ar elibera timpul oamenilor pentru a face lucruri mai importante. O multime de companii lucreaza la asta pe Pamant, incercand sa integreze roboti in agricultura si productia de insecte. Cred ca celalalt lucru care va fi important este modificarea genetica, in special cu speciile de plante, pentru a gasi modalitati de a imbunatati tulpinile de culturi si de a le face mai rezistente pentru a creste intr-un mediu aspru de pe Marte. In acest moment, cel mai promitator lucru ar fi ceva de genul CRISPR, care a cam preluat lumea biologiei. Au existat deja cateva studii care au folosit CRISPR pentru a modifica rapid genomurile unor specii de plante specifice. Deci, cred ca, in special, are cea mai mare promisiune pentru a produce tulpini de culturi specifice Marte.

Care sunt alte provocari generate de conditiile de pe Marte?

Un lucru la care ne-am uitat a fost daca are sens sa cultivam plante in sere la suprafata. Ori de cate ori vezi o schita de artist a unei baze pe Marte, vezi intotdeauna sere peste tot. Dar ceea ce am descoperit este ca pur si simplu nu primiti suficienta lumina solara la suprafata lui Marte, deoarece este mai departe de soare. Lumina solara incidenta este practic ceea ce ati obtine in Alaska si exista un motiv pentru care nu cultivam porumb si grau in Alaska. Ele cresc la latitudini mai sudice. Deci, se dovedeste ca ceva de genul unei sere ar putea sa nu aiba sens pe Marte. Ar putea fi mai bine sa cresti plantele si sa produci alte alimente in tuneluri subterane, de exemplu.

De unde ar veni apa?

Avem o intelegere destul de buna despre unde este apa pe Marte. Este in mare parte inchis ca gheata sub pamant si se gaseste si in anumite minerale. Pentru lucruri precum argile si saruri, in care apa este de fapt incorporata in structura minerala, le puteti incalzi si evapora apa. Odata ce extrageti acea apa, este destul de usor sa reciclati apa destul de eficient. Cred ca pe statia spatiala, ceva de genul 97 la suta din apa este recapturata si refolosita. Este, evident, o provocare inginereasca sa exploatezi acea apa in primul rand, dar apoi, odata ce ai construit un rezervor, ar trebui sa-l poti recicla destul de eficient in acest ecosistem inchis pe care il construiesti.

Pe baza rezultatelor studiului, ati pleda pentru o asezare umana pe Marte?

Da, si cred ca daca ne uitam la ceea ce face in special SpaceX, ei construiesc deja navele care vor duce marfa si apoi oamenii pe Marte. Suntem deja cam porniti pe aceasta cale si intrebarea va fi: cine merge? Acestea vor fi agentii spatiale? O sa fie turisti? Si cum se va construi o asezare sau un oras? Dar cred ca este cu siguranta ceva care este fezabil pe termen scurt.

Cum s-ar putea aplica aceste cunostinte vietii de pe Pamant?

Este aproape o coincidenta faptul ca constrangerile pe care Marte ti le impune – lipsa atmosferei, frigul – te obliga sa produci alimente intr-un mod mai sustenabil decat ceea ce facem noi pe Pamant. Deci, indepartandu-ne de agricultura industriala, indepartandu-ne de productia la scara larga de lactate si proteine ​​animale si gandindu-ne la aceste alternative, cum ar fi insectele si agricultura celulara, toate aceste practici sunt mai durabile decat ceea ce facem in prezent pe Pamant. Exista un fel de spin-off, in sensul ca dezvoltarea acestor lucruri pentru Marte ne poate ajuta sa trecem la un mod mai responsabil de a produce alimente pe Pamant.