SpaceX pyrkii auttamaan miljoonan ihmisen kaupungin perustamisessa Marsille. Mitä kaikki nuo ihmiset syövät?
(Kuva: © SpaceX)
Kuinka miljoonan ihmisen ruokinta Marsilla voi kestää? Lab-viljelty liha, tunnelissa kasvatetut viljelykasvit ja krikettilat, toteaa uusi tutkimus.
Kun kyse on suunnitelmista miehitysmatkat Marsiin, NASA olettaa tyypillisesti edestakaisen matkan vain lyhyillä välilaskuilla Punaisella planeetalla. Kaupallisia avaruusyrityksiä on kuitenkin syntynyt tavoitteena siirtää ulkoavaruus, SpaceX: n nimenomaan tavoitteena kehittää sivilisaatio Marsilla.
Käytännöllisin strategia pitkään oleskeluun Mars tarkoittaa Punaisella planeetalla jo olemassa olevien luonnonvarojen elämistä sen sijaan, että luottaisiin maapallon varustamiseen tarkoitettuihin aluksiin. Viisi pääasiallista kulutusresurssia, jotka tutkijat tunnistivat marsilaisten siirtokuntien tarvitsevan, ovat energia, vesi, happi, rakennusmateriaali ja ruoka, ja ensimmäiset neljä ovat mahdollisesti runsaasti Marsissa.
Esimerkiksi aurinkoenergia, jota todennäköisesti täydennetään ydinfissioreaktorit, voi auttaa tarjoamaan energiaa mahdollisille marsseille. Jää ja Marsin hydratoidut mineraalit ovat veden lähteitä. Hiilidioksidi voi muuttua happea. Lopuksi, marsilainen maaperä voidaan helposti tehdä tiileiksi rakennustarvikkeita varten.
Vertailun vuoksi, Marsissa ei ole luonnollisesti saatavissa olevaa ruokaa, eikä ole helppoa tapaa luoda sitä mistä tahansa Punaisen planeetan raaka-aineista esimerkiksi yksinkertaisen kemiallisen reaktorin avulla, tutkijat kertoivat.
"Ruoka on todennäköisesti vaikeinta valmistaa paikallisesti Marsille. Et voi vain tuoda kaikkea, jos haluat itsenäisen ratkaisun", tutkimuksen pääkirjailija Kevin Cannon, planeettatutkija yliopistossa Keski-Floridassa Orlandossa, kertoi Space.com.
Tämän haasteen vuoksi tutkijat halusivat nähdä, mitä voi kestää radikaalin tavoitteen saavuttamiseksi: tuottaa tarpeeksi ruokaa Marsille miljoonan ihmisen ruokkimiseksi.
"Työskentelimme monien ihmisten kanssa, jotka halusivat kasvattaa kasveja luomaissamme simuloidussa Marsin maaperässä, ja tämä sai meidät katsomaan, mitä tutkimusta tehtiin ruoan valmistamiseksi tuleville ihmislähetystöille kuuhun tai Marsiin" Cannon sanoi. "Osoittautuu, että suurin osa painopisteestä on ollut erittäin vähäkalorisissa vihanneksissa, ja uusimpia innovaatioita vaihtoehtoisissa proteiinilähteissä ei ole harkittu. Kysyimme: Lyhyen NASA-tyylisen Marsiin tehtävän sijaan, mitä se vie ruokkia miljoonan ihmisen kaupunki, kuten mitä SpaceX kuvittelee? "
Tutkijat huomauttivat, että tuotantoeläinten kasvattaminen meijerituotteita ja lihaa varten ei olisi käytännössä Marsissa lähitulevaisuudessa, koska niiden toimittaminen ympäri avaruutta on haasteita. Samalla he huomauttivat, että suurin osa ihmisistä ei halua mennä täysin kasvissyöjille. Ratkaisu? He ehdottivat hyönteistiloja ja laboratoriossa kasvatettua lihaa.
Hyönteisten maatilat sopivat hyvin Marsilainen keittiö, koska ne tarjoavat paljon kaloreita maata kohti ja käyttävät suhteellisen pieniä määriä vettä ja rehua, tutkijat kertoivat. Erityisesti kriketit ovat yksi lupaavimmista esimerkeistä syötävistä hyönteisistä. Krikettijauhoja voidaan mahdollisesti sisällyttää ja piilottaa moniin erilaisiin resepteihin, he huomauttivat.
"Virheet ovat tapa, jolla ihmiset pääsevät yli bruttokertoimen", Cannon sanoi.
Niille, jotka eivät kuvittele hyönteisiä, "solujen maatalous" - ts. Laboratorioastioissa kasvatetuista soluista peräisin oleva ruoka - voisi auttaa Marsin ihmisiä syömään jonkin verran tutumpaa ruokavaliota, tutkijat sanoivat. He kaikki sanoivat, että kaikenlainen levästä lihaan ja kalaan lehmättömään maitoon ja kananvapaan muniin on mahdollista. Sijoittajien suuret rahan määrät tällaisen tekniikan jalostamiseen ovat jo vähentäneet viljellyn lihahampurilaisen kustannukset 325 000 dollarista 11 dollariin pajua kohti kahdessa vuodessa, he lisäsivät.
Kasvien osalta Marsin siirtokuntien konseptitaide sisältää yleensä kasvihuoneita, mutta ne eivät välttämättä osoittautu käytännöllisiksi, tutkijat totesivat. Koska Mars on niin kaukana auringosta, jopa päiväntasaajalla, missä auringonvalo on voimakkainta, kasvien saama määrä olisi samanlainen kuin mitä he saavat Alaskassa. Lisäksi, vaikka kasvihuoneet on valmistettu kirkkaista ikkunaikkunoista, ne silti tyypillisesti absorboivat 50–70 prosenttia valosta maan päällä ja saattavat estää vielä enemmän Marsilla, koska lämmitetyn, paineistetun sisätilan tukemiseen tarvitaan todennäköisesti vahvempi materiaali, kun otetaan huomioon, kuinka ilma Punaisella planeetalla on paljon kylmempää ja ohuempaa kuin maan päällä.
Sen sijaan kasveja kasvatetaan Marsilla todennäköisesti korkealujuisilla LEDillä valaistuilla tunneleilla, joita täydennetään auringonvalolla, joka kerätään ja johdetaan alas valokuitukaapelien kautta, tutkijat kertoivat. Soilless-viljely, jossa käytetään vesipiippu- tai aeroponisia järjestelmiä, on mahdollista, mutta nämä strategiat edellyttäisivät enemmän massaa kuljetettavan Marsiin alustojen, pumppujen ja säiliöiden muodossa, he sanoivat. Lisäksi maaperäinen viljely voi olla tiukempi kasvitauteja vastaan, mutta epäorgaaninen marsilainen lika vaatisi merkittävää tutkimusta ja käsittelyä sen muuttamiseksi eläväksi maaperäksi, joka voi tukea kasvien kasvua, tutkijat lisäsivät.
Aikaisemman tutkimuksen mukaan joukko viljelykasveja voi osoittautua erityisen käytännölliseksi Marsin siirtolaisten ruokinnassa, kuten vehnä, maissi, soijapavut, maapähkinät ja bataatit. Geneettiset muunnokset voisivat myös tehdä kasveista hyödyllisempiä monin tavoin marsilaisille - esimerkiksi kuluttamalla enemmän hiilidioksidia ja lisäämällä tuottavuutta.
"Lähes kaikki tähän mennessä tehdyt tutkimukset ovat keskittyneet kasvien kasvattamiseen astronautien ruokkimiseksi, mutta kasvit vievät tonnia tilaa, ja toiselle planeetalle, mikä tarkoittaa suurten sisätilojen tehtaiden rakentamista, jotka on paineistettava, lämmitettävä ja valaistettava", Cannon sanoi. "Jos haluat ruokkia suuren väestön toisella planeetalla, sinun on siirryttävä pois vetisten vihannesten ajatuksesta ja mietittävä todella valtavia määriä energiaa, vettä ja raaka-aineita, joita tarvitaan riittävästi kaloreita tuottamaan."
Voit nähdä, mitä sen syöttäminen voi kestää Miljoonan ihmisen marssikaupunki, tutkijat mallitsivat väestöä, joka kasvoi maahanmuutosta samoin kuin syntyvyyden ollessa 10 ihmistä / 1000 ihmistä kohti maapallon vuotta, mikä on tyypillistä kehitysmaissa. Kaiken kaikkiaan heidän oletetaan olevan noin 6 900 miehistöä käyttävää alusta tarvittavan noin miljoonan maahanmuuttajan toimittamiseen Marsiin vuosisadan aikana, ja noin 340 000 ihmistä syntyi tuona aikana Marsilla.
Tutkijat laskivat kaloreiden määrän, jota kukin ihminen tarvitsisi, ja mallinnti maankäytön ruokavalioon, joka sisälsi vehnää, maissia, bataattia, sirkat ja laboratoriossa kasvatettua kanaa. He havaitsivat, että miljoonan ihmisen marsilainen siirtokunta voisi saavuttaa ruoan omavaraisuuden 100 vuoden kuluessa luottaen noin 9 000 mailin (14 500 kilometrin) arvoisiin noin 12 jalkaa (3,6 metriä) leveisiin tunneleihin, jotka voitaisiin pinota pystysuunnassa.
Nämä kolonistit tarvitsisivat kuitenkin väliaikaisesti valtavia määriä elintarvikkeita, joita kuljetettiin lähes 54 000 rahtikuljetuksessa. Tutkijat huomauttivat, että oli olemassa erilaisia strategioita, joita voidaan käyttää tuotavien elintarvikkeiden määrän vähentämiseen merkittävästi, kuten esimerkiksi maatilojen rakentamisen lisääminen Marsilla.
Tulevaisuuden tutkimuksessa siitä, miten marsilaisia ruokitaan parhaiten, tulisi keskittyä kasvin tuottavuuden lisäämiseen, tehokkaimpien ja maukkaiden hyönteisten lajien kehittämiseen, viljellyn lihan maun ja rakenteen parantamiseen, viljelykasvien viljelyyn käytettävän LED-valaistuksen tehostamiseen ja automatisoitujen menetelmien kehittämiseen nopeasti paineistettujen, suojattujen alueiden rakentamiseksi talotilalle, tutkijat kertoivat.
"Selvä kritiikki on, että tämä on tieteiskirjallisuutta - ihmismatkat Marsiin ovat vuosikymmenien päässä, joten miksi vaivautua nyt työskentelemään tämän aiheen parissa? "Cannon sanoi." Jokaisen, joka ajattelee tämän suuntaisesti, on otettava vakavasti huomioon SpaceX: n toiminta - he rakentavat ja testaavat jo niiden alusten prototyyppejä, jotka lähettävät ensimmäiset asukkaat Marsiin. "
On aika "selvittää, miten se tapahtuu", hän lisäsi.
Tutkijoiden mukaan tutkimus marssilaisten ruokkimisesta voisi myös auttaa ihmisten ruokintaa maan päällä.
"Marsin asettamat rajoitukset - a kylmä, ohut ilmapiiri - pakota sinut tuottamaan ruokaa tavalla, joka on tosiasiallisesti kestävämpää ja eettistä kuin mitä tehdään maapallolla nykyisillä tehdasviljelykäytännöillä ", Cannon sanoi." Joten siirtyminen Marsin ruokavalioon voi auttaa planeettamme. "Tutkijat loivat Nettisivu, http://eatlikeamartian.org, joka antaa joitain tietoja siitä, kuinka tehdä juuri tämä.
Cannon ja tutkimuksen vanhempi kirjailija Daniel Britt Keski-Floridan yliopistossa yksityiskohtaisesti heidän havainnoistaan verkossa 30. elokuuta lehdessä New Space.
- NASA: n ihmis Mars-operaatio vaatii asumista maalla
- Nämä upeat mallit näyttävät miltä tulevaisuutemme Marsilla voi näyttää
- Apollosta Artemiksiin - Kuinka astronautin ruoka voi muuttua, kun palaamme kuuhun
Toimittajan huomautus: Tämän tarinan alkuperäisessä versiossa nimettiin erehdyksessä Kevin Cannon Keith Cannoniksi.
