I 2017 la Elon Musk ut sine storslagne feiende planer for fremtiden til SpaceX, selskapet som skulle ta menneskeheten til Mars. I løpet av tiår vil titusenvis av flyvninger fra Starship føre en million mennesker til overflaten av den røde planeten, minimum Musk forventer at det vil ta å skape en selvopprettholdende sivilisasjon.
Antall detaljer i en innsats som dette er overveldende. Hva med den reduserte tyngdekraften, eksponering for stråling og galskap i rommet? Hva med returflyvninger? Reservedeler? Byggematerialer?
Hva skal alle spise?
Av alle teknologiene vi trenger å mestre for at alle skal kunne leve på Mars, enn si en million mennesker, kan mat faktisk være en av de største utfordringene.
Det er fordi Mars nesten ikke bringer noe til bordet når det gjelder dyrking av den enorme mengden mat som mennesker trenger. Vi tror ikke det er noen innfødte planter og dyr, og Jorden kan ikke fortsette å levere en Mars-koloni for alltid med pleiepakker hjemmefra. Det beseirer hele ideen om selvforsynt.
Martians vil trenge å produsere maten lokalt. Og det betyr å utnytte alt du har til rådighet på den røde planeten, bruke den nyeste teknologien innen matproduksjon for å holde alle matet.
Men vil de skalere opp til en million mennesker?
I en ny artikkel publisert i tidsskriftet Ny plass kalt "Mating av en million mennesker på Mars”, Kevin M Cannon og Daniel T. Britt gir en oversikt over teknologiene som må brukes til Martian matproduksjon, og hva deres begrensninger vil være.
Det er klart at du ikke kan dyrke planter rett på overflaten av Mars, det frysende kulde og lave atmosfæretrykket ville utslette en plante før den til og med kunne spire fra et frø. Det er ikke noe brukbart organisk materiale i Mars-regolitten, og toppsjiktet inneholder til og med giftige perklorater.
Den tradisjonelle ideen er at martgartnere skal dyrke avlingene sine i gigantiske drivhus, og starte planter i regolitten med tilsatt organisk materiale. Du har sett marsmannen, du vet hva jeg beskriver.
Og det skal være relativt greit å vaske regolitten for å fjerne perkloratene.
Men ifølge Cannon og Britt vil dette sannsynligvis ikke være tilfelle i begynnelsen. Marsplanter vil ikke berøre regolitten. I stedet vil de bli dyrket hydroponisk i næringsrike løsninger ved bruk av forsyninger hentet fra Jorden.
La meg vise deg et spesifikt eksempel på hvordan dette kan se ut.
Et av de mest fiendtlige stedene på jorden til menneskeliv er Antartica, men i 2018 høstet forskere ved Tysklands Neumayer Station II i Antarktis en enorm avling av grønnsaker som ble dyrket helt hydroponisk.
De ble dyrket i EDEN ISS drivhus, som er et helt selvstendig oppvekstmiljø med LED-voksende lys, hydroponiske næringsstoffer og atmosfærisk kontroll.
I løpet av 9,5 måneder klarte de å produsere 268 kilo mat med bare 12,5 kvadratmeter plass. De klarte å dyrke agurker, salat og tomater som smaker like godt som det du måtte dyrke i din egen hage.
Én person trengte i gjennomsnitt 3-4 timer i døgnet med å dyrke plantene.
Det er ingen grunn til å tro at denne teknikken ikke ville fungere på Mars, selv om det å styre atmosfæren ville være mer utfordrende siden du ikke bare kan åpne et vindu når det blir litt for fuktig i drivhuset ditt.
Bekymret for lav tyngdekraft? Vi vet allerede at det er mulig å dyrke planter i verdensrommet. Det er et eksperiment ombord på den internasjonale romstasjonen kalt Veggie Plant Growth System, som ble installert i mai 2016.
Dette lille drivhuset inneholder tre forskjellige typer salat, dyrket i et hydroponisk medium med LED-vokslys. Astronauter høster salaten regelmessig og lager salater ved å bruke dressing sendt opp fra Jorden.
En oppskalert versjon kalles Advanced Plant Habitat, som er et voksende kammer på størrelse med et minikjøleskap. Den er designet for å teste hvordan forskjellige planter reagerer på mikrogravitet og er nesten helt autonome, regulerer temperatur, næringsstoffer og vann.
Nylig ble systemet brukt til å dyrke dverghvete i mikrogravitet, og det så ganske normalt ut.
Hvilke planter bør du dyrke når du kan begynne å drive jordbruk i Mars-regolitten? Edward Guinan, en professor ved Villanova gjennomførte nylig et eksperiment med sin astrobiologiklasse som ble kalt The Red Thumbs: Mars Garden Project.
De testet ut hvor godt forskjellige planter ville vokse i simulert Mars-regolit, og viktigst av alt, hvordan smaker de? Det viser seg at bygg, basilikum, grønnkål, humle, løk, hvitløk, salat, søtpoteter og mynte gjorde det bra.
La meg gjenta så det er klart; humle og bygg dyrket på Mars, smaker like godt som når de er vokst på jorden. Jeg har en marsianøl.
Ok, så hva annet står på menyen til Mars?
I følge papiret jeg refererte til tidligere, antyder Cannon og Britt at vi ville fått proteinet vårt fra planter, samt uh, krekling. De er fullpakket med protein, men enklere å dyrke enn en storfe, og det er mange selskaper her på jorden som gjerne vil selge kreklinger i nesten hvilken som helst spiselig form du kan forestille deg.
Det er også noen utrolige fremskritt innen dyrket kjøtt, med bioreaktorer som produserer storfekjøttburgere og kylling som aldri har vært på et dyr.
Cannon og Britt bygde en modell for å simulere matbehovet til en befolkning på Mars som vokste til en million mennesker i løpet av 100 jordår. De antok at kolonistene ville ankomme 150 om gangen på raketter fra Jorden, og innarbeidet naturlige fødsels- og dødsrater. De antok også at det ville være sunne fødsler på Mars og en naturlig økning av lokalbefolkningen.
De beregnet at det ville ta nesten 200 000 forsyningsskip hvis det ikke ble dyrket mat på Mars for å holde innbyggerne matet. Men hvis de kunne få sin lokale matoperasjon til å rulle, ville dette tallet synke ned til drøyt 50.000 forsyningsskip gjennom hele 100 år.
De kunne oppnå selvforsyning i løpet av 40 år hvis mer arbeidskraft ble avsatt til oppdrett, med lasteskip som hadde mer jordbruksforsyning. Dette betyr mindre mat, og mer hydroponics utstyr og dyrke lys, men over tid legger fordelene seg opp. De trenger bare 6 500 matleveranser.
Og hvis alle fokuserte all sin innsats på matproduksjon, kunne de oppnå fullstendig selvforsyning i løpet av omtrent 20 år, med bare 209 matleveranser.
Med hver person som trenger 46 kvadratmeter land, ville den voksende plassen ende opp med å kreve 46 kvadratkilometer. Dette kan gjøres i tunneler som måler omtrent 4 meter på tvers. 14 500 kilometer med tunneler.
Utrolig nok kan en enkelt Boring Company-tunnelmaskin lage alle disse tunnelene om nødvendig i løpet av 53 år.
Vil du være en av personene som reiser til Mars, men din Starship-flyreise er ikke booket ennå? Gode nyheter, du kan tilpasse kostholdet ditt med en gang. Forskerne har et følgesvenn-nettsted som heter Eat Like a Martian, med en gratis guide som lar deg spise slags fruktgrønnsaker, insektprodukter og dyrket kjøtt som vil være grunnlaget for et marsdiet.
Selv om det for tiden er science fiction å forestille seg en permanent menneskelig koloni på Mars, har forbedringer i teknologi en måte å gjøre science fiction til slutt til å bli virkelighet.
Og selv om det viser seg at Mars ikke er et flott sted å bo, vil de samme teknologiene være nødvendige for enhver selvopprettholdende koloni, enten det er på månen, en asteroide eller i romfartsstasjoner med kunstig tyngdekraft i jord-månen Lagrange poeng.
Disse teknologiene vil faktisk hjelpe oss å mate menneskene som allerede bor her på jorden, og gi en mindre innvirkning på miljøet.
Uansett hva som skjer, bør vi mestre teknologien til matproduksjon, i ethvert miljø.
