В 2017 году Элон Маск изложил свои грандиозные планы на будущее SpaceX, компании, которая доставит человечество на Марс. В течение десятилетий десятки тысяч полетов на Звездных кораблях уносят миллионы людей на поверхность Красной планеты, как минимум, что Маск ожидает от создания самоподдерживающейся цивилизации.
Количество деталей в таком усилии ошеломляет. Как насчет снижения гравитации, радиационного облучения и космического безумия? А как насчет обратных рейсов? Запасные части? Строительные материалы?
Что все собираются есть?
Из всех технологий, которые нам необходимо освоить, чтобы кто-нибудь жил на Марсе, не говоря уже о миллионе людей, еда может стать одной из самых больших проблем.
Это потому, что Марс практически ничего не дает, когда речь идет о выращивании огромного количества пищи, которое требуется людям. Мы не думаем, что есть какие-то местные растения и животные, и Земля не может постоянно пополнять колонию Марс вечными пакетами помощи из дома. Это побеждает саму идею самодостаточности.
Марсиане должны будут производить свою еду на местном уровне. А это означает, что нужно использовать все, что в их распоряжении, на Красной планете, используя новейшие технологии производства продуктов питания, чтобы всех накормить.
Но будут ли они расти до миллиона человек?
В новой статье, опубликованной в журнале Новое Пространство называется "Кормление миллиона человек на Марсе”, Кевин М. Кэннон и Даниэль Т. Бритт дают обзор технологий, которые необходимо будет использовать для производства марсианской пищи, и каковы будут их ограничения.
Очевидно, что вы не можете выращивать растения прямо на поверхности Марса, мороз и низкое атмосферное давление уничтожат растение еще до того, как оно прорастет из семени. В марсианском реголите нет полезного органического материала, а верхний слой даже содержит токсичные перхлораты.
Традиционная идея заключается в том, что марсианские садоводы будут выращивать свои культуры в гигантских теплицах, выращивая растения в реголите с добавлением органического материала. Вы видели марсианина, вы знаете, что я описываю.
И это должно быть относительно простым, чтобы вымыть реголит, чтобы удалить перхлораты.
Но, по словам Кэннона и Бритта, в начале этого, вероятно, не будет. Марсианские растения не коснутся реголита. Вместо этого они будут выращиваться на гидропонике в богатых питательными веществами растворах с использованием материалов, привезенных с Земли.
Позвольте мне показать вам конкретный пример того, как это может выглядеть.
Одним из самых враждебных мест на Земле для человеческой жизни является Антарктида, но в 2018 году ученые на немецкой станции Ноймайер II в Антарктиде собрали огромный урожай овощей, которые были выращены полностью гидропонически.
Они были выращены в теплице EDEN ISS, которая является полностью автономной растущей средой со светодиодными растениями, гидропонными питательными веществами и контролем атмосферы.
В течение 9,5 месяцев они смогли произвести 268 килограммов пищи, используя всего 12,5 квадратных метра пространства. Они могли выращивать огурцы, салат и помидоры, которые на вкус так же хороши, как и те, которые вы можете выращивать в своем саду.
Один человек нуждался в среднем 3-4 часа в день усилий, чтобы вырастить растения.
Нет оснований думать, что этот метод не будет работать на Марсе, хотя управление атмосферой будет более сложным, поскольку вы не можете просто открыть окно, когда в вашей теплице становится слишком влажно.
Беспокоитесь о низкой гравитации? Мы уже знаем, что можно выращивать растения в космосе. На Международной космической станции под названием «Система вегетативного выращивания растений», которая была установлена в мае 2016 года, проводится эксперимент.
Эта небольшая оранжерея содержит три различных типа салата, выращенных в гидропонной среде со светодиодными растущими огнями. Астронавты регулярно собирают салат и делают салаты, используя приправы, отправленные с Земли.
Увеличенная версия называется Advanced Plant Habitat, которая представляет собой камеру для выращивания размером с мини-холодильник. Он предназначен для проверки того, как разные растения реагируют на микрогравитацию, и является почти полностью автономным, регулируя температуру, питательные вещества и воду.
Недавно система использовалась для выращивания карликовой пшеницы в условиях микрогравитации, и это выглядело довольно нормально.
Какие растения вы должны выращивать, когда сможете начать заниматься земледелием в марсианском реголите? Эдвард Гинан, профессор Вилланова, недавно провел эксперимент со своим курсом астробиологии для студентов под названием Красные пальцы: проект Марс Гарден.
Они проверили, насколько хорошо будут расти различные растения в смоделированном марсианском реголите, и, самое главное, как они на вкус? Оказывается, ячмень, базилик, капуста, хмель, лук, чеснок, салат, сладкий картофель и мята преуспели.
Позвольте мне повторить, чтобы было ясно; хмель и ячмень, выращенные на Марсе, имеют такой же вкус, как и на Земле. У меня будет марсианское пиво.
Итак, что еще есть в меню для Марса?
Согласно статье, на которую я ссылался ранее, Кэннон и Бритт предполагают, что мы получим наш белок из растений, а также из сверчков. Они упакованы белком, но их легче обрабатывать, чем стадо крупного рогатого скота, и на Земле есть множество компаний, которые были бы рады продать вам сверчков практически в любой съедобной форме, которую вы можете себе представить.
Есть также некоторые невероятные достижения в выращивании мяса: биореакторы производят говяжьи гамбургеры и курицу, которых никогда не было на животных.
Кэннон и Бритт построили модель для имитации потребностей в пище населения на Марсе, которое выросло до миллиона человек в течение 100 земных лет. Они предполагали, что колонисты прибудут по 150 за один раз на ракеты с Земли, и учитывают естественные показатели рождаемости и смертности. Они также предполагали, что на Марсе будут здоровые роды и естественный прирост местного населения.
Они подсчитали, что потребовалось бы почти 200 000 судов снабжения, если бы на Марсе не выращивалась пища, чтобы кормить жителей. Но если бы они смогли начать свою местную пищевую деятельность, это число сократилось бы до чуть более 50 000 судов снабжения за все 100 лет.
Они могли бы достичь самообеспеченности в течение 40 лет, если бы больше рабочей силы было отведено для ведения сельского хозяйства, а грузовые суда перевозили больше сельскохозяйственной продукции. Это означает меньше еды, больше оборудования для гидропоники и освещения, но со временем преимущества действительно складываются. Им нужно всего лишь 6 500 доставок еды.
И если бы все сосредоточили все свои усилия на производстве продуктов питания, они могли бы достичь полной самообеспеченности в течение примерно 20 лет, имея всего 209 поставок продовольствия.
Так как каждому человеку требуется 46 квадратных метров земли, растущая площадь в конечном итоге потребует 46 квадратных километров. Это можно сделать в туннелях шириной около 4 метров. 14 500 километров тоннелей.
Невероятно, но одна машина туннелирования Boring Company могла бы сделать все эти туннели при необходимости в течение 53 лет.
Хотите стать одним из тех, кто путешествует на Марс, но ваш рейс на Звездном корабле еще не забронирован? Хорошие новости, вы можете адаптировать свою диету прямо сейчас. У исследователей есть сопутствующий веб-сайт под названием «Ешь, как марсианин», с бесплатным руководством, которое позволит вам есть фрукты, овощи, насекомые и культивируемое мясо, которые станут основой марсианской диеты.
Хотя в настоящее время научно-фантастическая идея представить постоянную человеческую колонию на Марсе, усовершенствования в технологии способствуют тому, чтобы научная фантастика в конечном итоге стала реальностью.
И даже если окажется, что Марс - не лучшее место для жизни, эти же технологии потребуются для любой самоподдерживающейся колонии, будь то на Луне, астероиде или на космических станциях с искусственной гравитацией на Земле-Луне. Очки Лагранжа.
Фактически, эти технологии помогут нам накормить людей, которые уже живут здесь на Земле, оказывая меньшее воздействие на окружающую среду.
Что бы ни случилось, мы должны освоить технологию производства продуктов питания в любых условиях.
