От Charles Q. Choi, 18 септември 2019 г.

Ще трябва да преодолеем отвращението си към яденето на бъгове.

марс

Какво може да отнеме, за да се хранят милиони хора на Марс? Ново проучване установи, че се отглеждат в лаборатории месо, отглеждани в тунели култури и крикет ферми.

Що се отнася до плановете за командировани мисии до Марс, НАСА обикновено предполага двупосочни пътувания с кратки междинни кацания на Червената планета. Въпреки това се появиха търговски космически компании с цел колонизиране на космическото пространство, като SpaceX специално се стреми към това развийте цивилизация на Марс.

Най-практичната стратегия за дълъг престой Марс включва живот от ресурси, които вече съществуват на Червената планета, вместо да разчитате на кораби за снабдяване от Земята. Петте основни консумативни ресурси, от които изследователите са идентифицирали, че ще се нуждаят от марсиански селища, включват енергия, вода, кислород, строителни материали и храна, а първите четири са потенциално изобилни на Марс.

Например, слънчева енергия, вероятно допълнена с ядрено-ядрени реактори, може да помогне да се осигури енергия за потенциалните марсианци. Ледът и хидратираните минерали на Марс са източници на вода. Въглеродният диоксид може да се превърне в кислород. И накрая, марсианската почва може лесно да се превърне в тухли за строителни материали.

За сравнение на Марс няма храна, която естествено се предлага и няма лесен начин да се създаде от суровини на Червената планета, използвайки, да речем, обикновен химически реактор, казаха изследователите.

„Храната вероятно ще бъде най-трудното нещо за местно приготвяне на Марс и не можете просто да импортирате всичко, ако искате да имате самодостатъчно селище“, водещият автор на изследването Кевин Кенън, планетарен учен от университета в Централна Флорида в Орландо, каза за Space.com.

Като се има предвид това предизвикателство, учените искаха да видят какво може да е необходимо, за да се постигне радикалната цел да се произвежда достатъчно храна на Марс, за да се хранят 1 милион души.

"Работихме с много хора, които искаха да отглеждат растения в симулираните от нас Марсови почви, които създаваме и това ни накара да разгледаме какви изследвания се правят по отношение на производството на храна за бъдещи човешки мисии до Луната или Марс," Каза Кенън. "Оказва се, че по-голямата част от фокуса е върху много нискокалоричните зеленчуци и последните иновации в алтернативните протеинови източници не се разглеждат. Поставихме въпроса: Вместо кратка мисия на НАСА до Марс, какво би било необходимо да нахраним град с 1 милион души, като това, което си представя SpaceX? "

Изследователите отбелязаха, че отглеждането на селскостопански животни за млечни продукти и месо в близко бъдеще не би било практично на Марс поради предизвикателствата при транспортирането им в космоса. В същото време те отбелязаха, че повечето хора не искат да отидат напълно вегетариански. Решението? Предполагат те ферми за насекоми и отгледано в лаборатории месо.

Фермите за насекоми са подходящи за Марсианска кухня, тъй като те осигуряват много калории на единица земя, като същевременно използват относително малки количества вода и фураж, казват изследователите. По-специално щурците са един от най-обещаващите примери за ядливи насекоми, с брашно от щурци, потенциално включено и скрито в много различни рецепти, отбелязват те.

„Грешките са начинът, по който хората могат да преодолеят брутния фактор“, каза Кенън.

За тези, които не обичат насекомите, „клетъчното земеделие“ - тоест храна, получена от клетки, отглеждани в лабораторни ястия - може да помогне на хората на Марс да се хранят с малко по-позната диета, казват изследователите. Вече е възможно всичко - от водорасли до месо и риба до мляко без крави и яйца без пиле, казаха те. Големите суми пари, които инвеститорите са вложили в рафинирането на такава технология, вече са намалили разходите за култивиран месен бургер от 325 000 на 11 долара за баничка за две години, добавиха те.

Що се отнася до културите, концептуалното изкуство на марсианските селища обикновено разполага с оранжерии, но те може да не се окажат практични, казаха изследователите. Тъй като Марс е толкова далеч от слънцето, дори на „екватора, където слънчевата светлина е най-силна, количеството светлина, което биха получили растенията, би било подобно на това, което получават в Аляска. Освен това, въпреки че оранжериите са направени от прозрачни стъкла на прозорците, те все още обикновено поглъщат 50 до 70 процента от светлината на Земята и може да блокират още повече на Марс, тъй като вероятно е необходим по-здрав материал за поддържане на отопляем интериор под налягане, като се има предвид как въздухът на Червената планета е много по-студен и по-тънък от този на Земята.

Вместо това, тунели, осветени с високоякостни светодиоди, вероятно са необходими за отглеждане на растения на Марс, допълнени със слънчева светлина, събрана и подавана през оптични кабели, казаха изследователите. Възможно е безпочвено земеделие, включващо хидропонни или аеропонни системи, но тези стратегии ще изискват повече маса, изпратена до Марс под формата на тави, помпи и резервоари, казаха те. В допълнение, земеделското земеделие може да бъде по-устойчиво срещу болести по растенията, но неорганичната марсианска мръсотия ще изисква значителни изследвания и обработка, за да се превърне в жива почва, която може да подпомогне растежа на растенията, добавят изследователите.

Предишни изследвания показват, че редица култури могат да се окажат особено практични, когато става въпрос за хранене на марсиански колонисти, като пшеница, царевица, соя, фъстъци и сладки картофи. Генетичната модификация също може да направи растенията по-полезни по различни начини за марсианците - например чрез консумация на повече въглероден диоксид и повишаване на производителността.

"Почти всички изследвания до момента са фокусирани върху отглеждането на растения за хранене на астронавти, но растенията заемат един тон пространство, а на друга планета това означава изграждане на големи вътрешни фабрики, които трябва да бъдат под налягане, отопление и осветление", каза Кенън. „Ако искате да нахраните голямо население на друга планета, трябва да се отдалечите от идеята за воднисти зеленчуци и наистина да помислите за огромните количества енергия, вода и суровини, необходими за производството на достатъчно калории“.

За да видите какво може да отнеме, за да захранвате a Марсиански град с 1 милион души, изследователите моделират популация, която нараства от имиграция, както и чрез раждаемост от 10 на 1000 души на земна година, честота, типична за развитите нации на Земята. Като цяло те предположиха, че около 6 900 кораба с екипаж са необходими, за да доставят около 1 милион имигранти на Марс в продължение на един век, като около 340 000 души са родени на Марс през това време.

Учените са изчислили броя на калориите, от които ще се нуждае всеки човек, и са моделирали използването на земята, като се има предвид диета, която включва пшеница, царевица, сладки картофи, щурци и отгледано в лаборатория пиле. Те открили, че марсианска колония от 1 милион души може да постигне самодостатъчност по отношение на храната в рамките на 100 години, разчитайки на тунели на около 9 000 мили (14 500 километра) с широчина около 12 фута (3,6 метра), които могат да бъдат подредени вертикално.

Въпреки това тези колонисти ще се нуждаят от огромни количества храна, внесени през това време, превозвани с близо 54 000 пратки. Учените отбелязват, че има различни стратегии, които могат да бъдат използвани за значително намаляване на количеството вносна храна, като например увеличаване на скоростта на строителство на ферми на Марс.

Бъдещите изследвания за това как най-добре да се хранят марсианците трябва да се съсредоточат върху повишаване на производителността на културите, разработване на най-ефективните и вкусни видове насекоми, подобряване на вкуса и текстурата на култивираното месо, подобряване на ефективността на LED осветлението, използвано за отглеждане на култури, и разработване на автоматизирани методи за бързо изграждане на защитени площи под налягане, за да се помещават ферми, казаха изследователите.

"Очевидната критика е, че това е научна фантастика - човешки мисии до Марс са десетилетия наред, така че защо да си правим труда да работя по тази тема сега? ", каза Кенън." Всеки, който мисли в тази насока, трябва сериозно да погледне какво прави SpaceX - те вече изграждат и тестват прототипи на корабите, които ще изпратят първите заселници на Марс. "

Време е да "измислим как да го направим", добави той.

Изследователите казват, че изследванията за това как да се хранят марсианци също могат да помогнат за изхранването на хората на Земята.

„Ограниченията, наложени от Марс - a студена, тънка атмосфера - принуждавайте ви да произвеждате храна по начини, които всъщност са по-устойчиви и етични от това, което се прави на Земята с настоящите производствени практики в земеделието ", каза Кенън." Така че преминаването към "марсианска диета" може да помогне на нашата планета. "Учените създадоха уебсайт, http://eatlikeamartian.org, което дава известна информация как да направите точно това.

Подробно оръдие и изследване на старши автор Даниел Брит от Университета на Централна Флорида техните констатации онлайн 30 август в списание New Space.

Бележка на редактора: Оригиналната версия на тази история погрешно нарича Кевин Кенън Кийт Кенън.