SpaceX har som mål å bidra til å etablere en millionmannsby på Mars. Hva ville alle disse menneskene spist?
(Bilde: © SpaceX)
Hva kan det ta å mate en million mennesker på Mars? En ny studie finner Lab-dyrket kjøtt, tunnel-dyrket avling og cricket gårder.
Når det gjelder planer for besatte oppdrag til Mars, Forutsetter NASA typisk rundturer med bare korte stopp på den røde planeten. Imidlertid har kommersielle romfartsselskaper dukket opp med målet om å kolonisere det ytre rom, med SpaceX som mål spesielt utvikle en sivilisasjon på Mars.
Den mest praktiske strategien for lange opphold Mars innebærer å leve av ressurser som allerede eksisterer på den røde planeten i stedet for å stole på leveringsskip fra jorden. De fem viktigste forbruksressursene som forskerne identifiserte bosetninger i Mars ville trenge inkluderer energi, vann, oksygen, byggemateriale og mat, og de fire første er potensielt rikelig på Mars.
For eksempel solenergi, sannsynligvis supplert med reaktorer, kan bidra til å gi energi til bli-martiere. Is og hydratiserte mineraler på Mars er vannkilder. Karbondioksid kan omdannes til oksygen. Endelig kan Marsjord lett gjøres om til murstein for byggemateriell.
Til sammenligning er det ingen mat som er naturlig tilgjengelig på Mars, og det er ingen enkel måte å lage den fra noen råvarer på Red Planet som bruker, for eksempel, en enkel kjemisk reaktor, sa forskerne.
"Mat kommer sannsynligvis til å bli den vanskeligste tingen å lage lokalt på Mars, og du kan ikke bare importere det hele hvis du vil ha et selvforsynt oppgjør," studerer hovedforfatter Kevin Cannon, en planetforsker ved University of Sentral-Florida i Orlando, fortalte Space.com.
Gitt denne utfordringen, ville forskerne se hva det kan ta å nå det radikale målet om å produsere nok mat på Mars til å mate 1 million mennesker.
"Vi jobbet med mange mennesker som ønsket å dyrke planter i den simulerte Mars-jorda vi lager, og dette førte til at vi så på hvilken forskning som ble gjort for å produsere mat til fremtidige menneskelige oppdrag til månen eller Mars," Kanon sa. "Det viser seg at mesteparten av fokuset har vært på veldig kalorifattige grønnsaker, og de siste innovasjonene innen alternative proteinkilder ble ikke vurdert. Vi stilte spørsmålet: I stedet for et kort NASA-oppdrag til Mars, hva ville det tatt å mate en by med 1 million mennesker, som det SpaceX forestiller seg? "
Forskerne bemerket at oppdrett av dyr til meieri og kjøtt ikke ville være praktisk på Mars på kort sikt på grunn av utfordringene med å frakte dem over verdensrommet. Samtidig bemerket de at folk flest ikke ønsker å gå helt vegetarianer. Løsningen? Insektfarmer og labdyrket kjøtt, foreslo de.
Insektfarmer egner seg godt til Martisk mat, ettersom de gir mye kalorier per land mens de bruker relativt små mengder vann og fôr, sa forskerne. Spesielt krekling er et av de mer lovende eksemplene på spiselige insekter, med cricketmel som potensielt er innlemmet og skjult i mange forskjellige oppskrifter, bemerket de.
"Feil er veien å gå, hvis folk kan komme over bruttofaktoren," sa Cannon.
For de som ikke har lyst på insekter, kan "cellulært landbruk" - det vil si mat som stammer fra celler som er dyrket i laboratorieretter - hjelpe folk på Mars å spise et noe mer kjent kosthold, sier forskerne. Alt fra alger til kjøtt og fisk til ku-mindre melk og kyllingfrie egg er nå mulig, sa de. De store beløpene som investorene har strømmet på for å raffinere slik teknologi har allerede drevet ned kostnadene for en kultivert kjøttburger fra $ 325.000 til $ 11 per karbonade på to år, la de til.
Når det gjelder avlinger, har konseptkunst av martiske bosetninger vanligvis drivhus, men det er ikke sikkert de er praktiske, sier forskerne. Fordi Mars er så langt fra solen, selv på ekvator, der sollyset er sterkest, vil mengden av lette planter motta være lik den de får i Alaska. Selv om drivhusene er laget av klare vindusruter, absorberer disse fremdeles typisk 50 til 70 prosent lys på jorden, og kan blokkere enda mer på Mars, siden et sterkere materiale trolig er nødvendig for å støtte et oppvarmet interiør under trykk, gitt hvordan luften på den røde planeten er mye kaldere og tynnere enn på jorden.
I stedet er det sannsynligvis behov for tunneler opplyst med høyfast lysdioder for å dyrke planter på Mars, supplert med sollys samlet og ledet ned gjennom fiberoptiske kabler, sa forskerne. Jordfritt jordbruk som involverer hydroponiske eller aeroponiske systemer er mulig, men disse strategiene vil kreve mer masse sendt til Mars i form av brett, pumper og reservoarer, sa de. I tillegg kan jordbasert jordbruk være mer robust mot plantesykdommer, men uorganisk marsskitt ville kreve betydelig forskning og behandling for å konvertere den til en levende jord som kan støtte plantevekst, la forskerne til.
Tidligere forskning antydet at en rekke avlinger kan vise seg å være spesielt praktiske når det gjelder fôring av martonkolonister, som hvete, mais, soyabønner, peanøtter og søtpoteter. Genetisk modifisering kan også gjøre planter mer nyttige på forskjellige måter for martiere - for eksempel ved å konsumere mer karbondioksid og øke produktiviteten.
"Nesten all forskning til dags dato har fokusert på dyrking av planter for å mate astronauter, men planter tar massevis av plass, og på en annen planet, det betyr å bygge store innendørsfabrikker som må presses, varmes og tennes," sa Cannon. "Hvis du vil mate en stor befolkning på en annen planet, må du gå bort fra ideen om vannholdige grønnsaker og virkelig tenke på de enorme mengder energi, vann og råvarer som trengs for å produsere nok kalorier."
For å se hva det kan ta å mate a Marsby på 1 million menneskerforskerne modellerte en befolkning som vokste fra innvandring så vel som gjennom en fødselsrate på 10 per 1000 mennesker per jordår, en rate som er typisk for utviklede nasjoner på jorden. Alt i alt antok de at det var behov for 6 900 mannskapsskip for å levere rundt 1 million innvandrere til Mars i løpet av et århundre, med omtrent 340 000 mennesker født på Mars i løpet av den tiden.
Forskerne beregnet antall kalorier hver person ville trenge, og modellerte arealbruk gitt en diett som inkluderte hvete, mais, søtpoteter, krekling og laboratoriedyrket kylling. De fant ut at en Martian-koloni på 1 million mennesker kunne oppnå selvforsyning med tanke på mat i løpet av 100 år, og stole på cirka 9.000 miles (14.500 kilometer) verdt tunneler med en bredde på 12 fot (3,6 meter), som kunne stables loddrett.
Imidlertid vil disse kolonistene trenge enorme mengder mat som ble importert i mellomtiden, båret på nesten 54.000 lastesendinger. Forskerne bemerket at det var en rekke strategier som kunne brukes til å redusere mengden importert mat betydelig, som å øke hastigheten på gårdsbyggingen på Mars.
Fremtidig forskning på hvordan man kan fôre martnere best bør fokusere på å øke avlingsproduktiviteten, arbeide ut de mest effektive og velsmakende insektsartene, forbedre smaken og strukturen til kultivert kjøtt, forbedre effektiviteten til LED-belysningen som brukes til å dyrke avlinger, og utvikle automatiserte metoder for raskt å bygge pressede, skjermede områder for å huse gårder, sa forskerne.
"Den åpenbare kritikken er at dette er science fiction - menneskelige oppdrag til Mars er tiår unna, så hvorfor bry deg om å jobbe med dette emnet nå? "sa Cannon." Alle som tenker på disse linjene må ta en seriøs titt på hva SpaceX gjør - de bygger og tester allerede prototyper av skipene som vil sende første nybyggere til Mars. "
Det er på tide å "finne ut hvordan du får det til," la han til.
Forskerne sa at forskning på hvordan man kan mate martnere også kunne hjelpe å mate mennesker på jorden.
"Begrensningene som Mars - a kald, tynn atmosfære - tvinge deg til å produsere mat på måter som faktisk er mer bærekraftig og etisk enn det som gjøres på jorden med dagens fabrikkoppdrett, "sa Cannon." Så å bytte til et 'Martian diet' kan hjelpe planeten vår. "Forskerne skapte en nettside, http://eatlikeamartian.org, som gir litt informasjon om hvordan du gjør nettopp det.
Kanon og studere seniorforfatter Daniel Britt ved University of Central Florida detaljert funnene deres online 30. august i tidsskriftet New Space.
- NASAs Human Mars Mission vil kreve å leve utenfor landet
- Disse fantastiske designene viser hvordan fremtiden vår på Mars kan se ut
- Fra Apollo til Artemis - Hvordan astronautmat kan endre seg når vi kommer tilbake til månen
Redaktørens notat: Den originale versjonen av denne historien omtalte feilaktig Kevin Cannon som Keith Cannon.
