Mit esznek az emberek a Marson?

Kevin Cannon bolygótudós arról beszél, hogy egymillió lakos táplálja a Vörös Bolygót

Ha Elon Muskot kérdezed, a privát űrutazás a következő évben valóság lehet, és nincs messze egy önfenntartó város a Marson. Időközben Kevin Cannon bolygótudós és munkatársai a Közép-Floridai Egyetemen kevésbé foglalkoznak a csillaghajóval, amely utasokat indít a pályára, és jobban érdekli őket, hogyan táplálják a potenciális emberi településeket a Marson. Cannon és Daniel Britt nemrégiben „Millió ember táplálása a Marson” című cikkükben egymillió telepes önellátása felé vezető utat modelleztek a Föld 100 éve alatt - figyelembe véve az egy főre eső kalóriabevitelt, az első években importált élelmiszereket. és a szükséges infrastruktúra, mint például a túlnyomásos élelmiszer-termelő létesítmények és a földalatti alagutak a növények termesztéséhez, LED-es világítással és napfény vezetésével.

A Smithsonian magazin részletes elképzelésükről beszélt Cannonnak.

Mi inspirált arra, hogy fontolja meg egymillió ember táplálását a Marson?

Sok, az űrforrásokkal kapcsolatos projekten dolgoztam, így a Holdon vagy a Marson található helyi anyagokat felhasználva támogattam az űrkutatást és -fejlesztést. Ha belegondol az ember számára szükséges fogyóeszközökbe, akkor oxigént, vizet, építőanyagokat és ételeket vizsgál. És rájöttünk, hogy az étel az egyik legnehezebb dolog a Mars felszínén előállítani, és hogy sok feldolgozást igényel. Véleményünk szerint az emberek nem igazán gondolkodtak eléggé.

Hogyan talált ki számokat - például az emberek számát és a kalóriabevitelt - a tanulmányhoz?

A millió ember, ez egyfajta önkényes figura néhány olyan dolog alapján, amelyekről Elon Musk beszélt törekvési céljai érdekében, ezért csak ezt választottuk alapként. A vizsgálat konkrét számaihoz sokat vettünk a Föld adataiból. Például megnéztük, hogy egy átlagos ember hány kalóriát eszik naponta, majd ezt skáláztuk az ember életkora és aktivitási szintje alapján. Ebben a számítógépes modellben valójában az emberek populációját képviseljük, így a férfiak és a nők aránya 50/50 volt, és korszerkezetünk volt. Természetesen a gyerekek sokkal kevesebb kalóriát fogyasztanak, mint az idősebbek. Ezt mind figyelembe vettük modellezésünk során.

Milyen gyakorlati tényezőket vett figyelembe, amikor a Mars élelmiszertermelésére gondolt?

Ami az igazi korlátozó tényezőnek bizonyul, az a szükséges földterület. Miért olyan fontos ez a Marson, az az, hogy amikor a földre gondol, akkor valóban egy zárt szerkezet felépítéséről beszél. Nyomás alá kell helyezni, meg kell melegítenie és meg kell gyújtania, hogy megvédje a marsi környezetet. Szinte nincs légkör. Nagyon hideg. Tehát a szárazföld a legfontosabb mozgatórugó. Minél több földet kell felhasználni az élelmiszer-termesztéshez, akkor minél több az építkezés, annál nagyobb az energia stb.

Hogyan határozta meg, hogy mely táplálékforrások lesznek alkalmasak a Mars életére?

Ezt nagyon általános módon néztük meg. Arra gondoltunk, hogy oké, induljunk ki a növényekből, mert a legtöbb ember ezt feltételezte korábban, amikor arra gondolt, hogy mit fognak enni az emberek az űrmissziókban. Tegyünk át egy kicsit ezen túl néhány fehérjeforráshoz. Megnéztük tehát, mi történik a Földön, és rovaralapú ételeket csiszoltunk, amelyek a Mars számára nagyon hatékonynak bizonyultak, valamint az úgynevezett sejtszintű mezőgazdaságot. Ez az elképzelés a hús termesztése ezekből a nagy bioreaktorok sejtjeiből. Valójában sokkal hamarabb jön, mint azt az emberek gondolják a Földön, és nagyon jól alkalmazkodik az űrben történő élelmiszer-előállításhoz.

emberek
A Marson élők valószínűleg laboratóriumban termesztett húsból, rovarfehérjéből készült termékekből és földalatti alagutakban termesztett zöldségekből élnek. (Marina Markova)

Hogyan működik a celluláris mezőgazdaság?

Működése az, hogy sejteket veszel egy állattól - valóban felhasználhatsz bármely állatot, de az emberek csirkékkel, tehenekkel, az ismert dolgokkal kezdik. Kivonja ezeket a sejteket, majd alapvetően tápoldatban növeszteti őket. Ezt egy nagy, rozsdamentes acélból készült tartályban lehetne megtenni, és szinte jobban hasonlítana a sörfőzéshez, mint egy hagyományos gazdasághoz. Amivel az emberek most dolgoznak, az az, hogy megpróbálja megfelelő helyre hozni a textúrát azáltal, hogy ezeket a sejteket valamilyen állványba építi, amely a különböző húsok textúráját adja. De az egész lényege, hogy sokkal fenntarthatóbb módja az állati fehérje előállításának, és sokkal etikusabb, mert nem jár állatok megkérdőjelezhető körülmények között történő nevelésével.

Bemutatnál egy kicsit többet a rovarfehérjéről?

Észak-Amerikában és Európában ez nem igazán része kultúránknak vagy étrendünknek. De ha tágabban nézzük, akkor azt gondolom, hogy körülbelül 2 milliárd ember eszik rendszeresen rovarokat az étrend részeként. Kiderült, hogy nagyon jó fehérjeforrás, és megint sokkal fenntarthatóbb. A gyári gazdálkodási gyakorlathoz képest nem igényel sok földet vagy sok vizet. Természetesen van egy kis bruttó tényező. De az emberek például őrölhetik a tücsköket lisztbe, majd sütikbe, chipsbe vagy hasonló dolgokba tehetik őket, így elrejtheti őket, és elkerülheti az egész rovarok pusztítását.

Milyen gyümölcs vagy zöldség lenne az étlapon?

Ha megnézzük, mit csinálnak most az űrben, az űrhajósoknak van egy kis kertjük, ahol képesek olyan növényeket termeszteni, mint a saláta, a paradicsom és a paprika. Természetesen ezek az ételek értékesek például a vitaminok és a pszichológiai előnyök szempontjából, ha saját zöldségeket termesztenek. De nem fogja tudni táplálni a nagy népességet azokkal a nagyon alacsony kalóriatartalmú zöldségekkel, így valóban olyan dolgokat kell megnéznie, mint a kukorica, a búza és a szója, amelyek elég sűrű kalóriatartalmúak ahhoz, hogy támogassák a növekvő mennyiséget népesség.

Milyen technológiákat talált ön a legalkalmasabbnak a Mars élelmiszer-előállítására?

Az egyik fontos dolog az, hogy azt szeretné, ha az élelmiszer-előállítása a lehető leg automatizáltabb lenne, mert ez felszabadítaná az emberek idejét fontosabb dolgok elvégzésére. Sok vállalat dolgozik ezen a Földön, és megpróbálja integrálni a robotokat a gazdálkodásba és a rovarok előállításába. Úgy gondolom, hogy a másik fontos dolog a génmódosítás, különösen a növényfajok esetében, hogy megtalálják a módjait a növényi törzsek javításának és ellenállóbbá tételéhez a Mars zord környezetében történő növekedéshez. Jelenleg a legígéretesebb valami a CRISPR-hez hasonló lenne, amely valamennyire átvette a biológiai világot. Már volt néhány olyan tanulmány, amely a CRISPR-t használta bizonyos növényfajok genomjának gyors módosítására. Tehát úgy gondolom, hogy elsősorban a Marsra jellemző növényi törzsek előállítása ígéri a legtöbbet.

Milyen további kihívásokat jelentenek a Mars körülményei?

Egy dolgot megvizsgáltunk, hogy van-e értelme növényeket termeszteni a felszínen lévő üvegházakban. Amikor egy művész vázlatát látja a Mars bázisáról, mindig mindenütt üvegházakat lát. De azt találtuk, hogy valójában csak nem jut elég napfény a Mars felszínére, mert az távolabb van a naptól. A beeső napfény alapvetően az, amit Alaszkában kapna, és van egy oka annak, hogy nem termesztünk kukoricát és búzát Alaszkában. Déli déli szélességeken nőnek. Kiderült tehát, hogy valami üvegházhoz hasonlónak valószínűleg nincs értelme a Marson. Lehet, hogy jobban jársz, ha például a földalatti alagutakban termeszted a növényeket és más ételeket termelsz.

Honnan jönne a víz?

Nagyon jól kezeljük a Marson lévő víz helyét. Leginkább jégként van bezárva a föld alatt, és bizonyos ásványi anyagokban is megtalálható. Az olyan agyagok és sók esetében, ahol a víz valóban beágyazódik az ásványi szerkezetbe, felmelegítheti azokat, és elpárologtathatja a vizet. Miután kinyerte ezt a vizet, elég egyszerű a vizet elég hatékonyan újrahasznosítani. Azt hiszem, az űrállomáson a víz mintegy 97 százalékát visszanyerik és újrafelhasználják. Nyilvánvalóan mérnöki kihívás az, hogy eleve ezt a vizet bányásszam, de amikor egy tározó felépült, képesnek kell lennie arra, hogy ezt a zárt ökoszisztémában meglehetősen hatékonyan újrahasznosítsa.

A tanulmány eredményei alapján támogatná-e az emberi települést a Marson?

Igen, és azt hiszem, ha megnézzük, hogy a SpaceX különösen mit csinál, akkor már építik azokat a hajókat, amelyek rakományt, majd embereket visznek a Marsra. Valahogy már elindultunk ezen az úton, és felmerül a kérdés: ki megy? Ez űrügynökségek lesznek? Turisták lesznek? És hogyan fog felépülni egy település vagy egy város? De azt hiszem, ez határozottan megvalósítható a közeljövőben.

Hogyan vonatkozhatna ez a tudás a földi életre?

Szinte véletlen, hogy a Mars által Önre rótt korlátok - a légkör hiánya, a hideg - arra kényszerítenek, hogy ételt előállítson fenntarthatóbb módon, mint amit a Földön csinálunk. Tehát, elmozdulva a gyári gazdálkodástól, eltávolodva a tej- és állati fehérje nagyüzemi termelésétől és ezen alternatívákon gondolkodva, mint például a rovarok és a celluláris mezőgazdaság, ezek a gyakorlatok fenntarthatóbbak, mint amit jelenleg a Földön csinálunk. Van egyfajta spin-off, abban az értelemben, hogy ezeknek a dolgoknak a Mars számára történő fejlesztése segíthet abban, hogy egy felelősségteljesebb módon állítsunk elő élelmiszereket a Földön.

Andrea Michelsonról

Andrea Michelson digitális gyakornok a Smithsonian magazinban. Jelenleg az Északnyugati Egyetem vezetője, ahol újságírást és globális egészségügyet tanul.