Планетарният учен Кевин Кенън говори за логистиката на храненето на едномилионно население на Червената планета

Ако попитате Илон Мъск, частното космическо пътуване може да бъде реалност през следващата година, а самоподдържащият се град на Марс не е далеч. Междувременно планетарният учен Кевин Кенън и колегите му от Университета в Централна Флорида са по-малко загрижени за Звездния кораб, който ще изведе пътниците в орбита, и са по-заинтересовани от това как да хранят потенциално човешко селище на Марс. В своя неотдавнашен доклад „Хранене на един милион души на Марс“ Кенън и Даниел Брит моделират път към самодостатъчност на един милион заселници в течение на 100 земни години - като се вземе предвид калорийният прием на човек, внесена храна през ранните години и необходимата инфраструктура, като съоръжения за производство на храни под налягане и подземни тунели за отглеждане на растения с LED осветление и слънчева светлина.

Списанието Smithsonian говори пред Cannon за тяхната подробна визия.

Какво ви вдъхнови да помислите за храненето на един милион души на Марс?

Работил съм по много проекти, свързани с космическите ресурси, така че използвам местни материали на Луната или Марс в подкрепа на изследването и развитието на космоса. Ако мислите за консумативите, които биха ви били необходими за хората, вие разглеждате кислорода, водата, строителния материал и храната. И това, което разбрахме, е, че храната е едно от най-предизвикателните неща за производство на повърхността на Марс и че ще отнеме много преработка. Според нас хората наистина не мислеха достатъчно големи.

Как измислихте числа - като брой хора и калориен прием - за проучването?

Милионите хора, това е някаква произволна цифра, базирана на някои неща, за които Илон Мъск говори за своите амбициозни цели, така че ние просто избрахме това като базова линия. За конкретните цифри в изследването взехме много от данните на Земята. Например разгледахме колко калории яде средностатистическият човек на ден и след това го мащабирахме въз основа на възрастта и нивото на активност на човека. В този компютърен модел ние всъщност представяме популация от хора, така че сме имали 50/50 комбинация от мъже и жени и сме имали възрастова структура. Разбира се, децата консумират много по-малко калории от възрастните хора. Това е взето предвид при нашето моделиране.

Какви практически фактори взехте предвид, когато мислите за производството на храна на Марс?

Това, което се оказва реалният ограничаващ фактор, е количеството земя, което ви е необходимо. Причината, поради която това е толкова важно на Марс, е, че когато мислите за земя, наистина говорите за изграждане на затворена структура. Трябва да го поставите под налягане, да го загреете и да го запалите, за да се предпазите от марсианската среда. Почти няма атмосфера. Много е студено. И така, земята се оказва най-важният двигател. Колкото повече земя трябва да използвате, за да отглеждате храна, тогава колкото повече строителство, толкова повече сила и т.н.

Как определихте кои източници на храна биха били подходящи за живот на Марс?

Разгледахме това съвсем общо. Помислихме си, добре, нека започнем от растенията, защото повечето хора предполагаха това в миналото, когато си мислеха какво ще ядат хората в космически мисии. И нека отидем малко отвъд това до някои източници на протеин. И така, разгледахме какво се прави на Земята и усъвършенствахме храните, базирани на насекоми, които се оказаха много ефективни за Марс, както и това, което се нарича клетъчно земеделие. Това е тази идея за отглеждане на месо от клетки в тези големи биореактори. Това е нещо, което всъщност идва много по-рано, отколкото хората мислят на Земята, и е много добре приспособено за производство на храна в космоса.

марс
Хората на Марс вероятно ще живеят от отгледано в лаборатории месо, продукти, произведени с протеини от насекоми и зеленчуци, отглеждани в подземни тунели. (Марина Маркова)

Как работи клетъчното земеделие?

Начинът, по който работи, е, че вземате клетки от животно - наистина можете да използвате всяко животно, но хората започват с пилета, крави, познатите неща. Извличате тези клетки и след това основно ги отглеждате в хранителен разтвор. Това може да се направи в голям резервоар от неръждаема стомана и почти ще изглежда по-скоро като варене на бира, отколкото традиционна ферма. Това, върху което хората наистина работят сега, е да се опитат да направят текстурата правилна, като изграждат тези клетки в някакво скеле, което ви дава текстурата на различни меса. Но цялата работа е, че това е много по-устойчив начин за производство на животински протеини и е много по-етичен, защото не включва отглеждането на животни в съмнителни условия.

Бихте ли разказали малко повече за протеина от насекоми?

В Северна Америка и в Европа това всъщност не е част от нашата култура или диета. Но ако погледнете по-широко, мисля, че около 2 милиарда души ядат насекоми като част от диетата си редовно. Оказва се, че е много добър източник на протеин и отново е много по-устойчив. Не се изисква много земя или много вода в сравнение с фабричните земеделски практики. Разбира се, има малко брутен фактор. Но хората могат, например, да смилат щурците на брашно и след това да ги сложат в бисквитки или чипс или подобни неща, така че да можете да ги скриете и да се измъкнете от простото набиване на цели насекоми.

Какъв вид плодове или зеленчуци ще има в менюто?

Ако погледнете какво се прави в космоса в момента, астронавтите имат малка градина, където могат да отглеждат неща като маруля, домати и чушки. Разбира се, тези храни са ценни за неща като витамини и психологическата полза от възможността да отглеждате собствени зеленчуци. Но няма да можете да нахраните голяма популация с тези много нискокалорични зеленчуци, така че наистина ще трябва да разгледате неща като царевица, пшеница и соя, които са достатъчно плътни в калории, за да поддържат нарастващо население.

Какви технологии открихте, че са най-подходящи за производството на храна на Марс?

Едно от важните неща е, че бихте искали производството на вашата храна да бъде възможно най-автоматизирано, защото това ще освободи времето на хората да правят по-важни неща. Много компании работят върху това на Земята, опитвайки се да интегрират роботи в земеделието и производството на насекоми. Мисля, че другото нещо, което ще бъде важно, е генетичната модификация, особено при растителните видове, за да се намерят начини за подобряване на щамовете култури и да ги направят по-устойчиви да растат в сурова среда на Марс. В момента най-обещаващото нещо би било нещо като CRISPR, който по някакъв начин завладя света на биологията. Вече има няколко проучвания, които използват CRISPR за бързо модифициране на геномите на специфични растителни видове. Така че, мисля, че в частност има най-голямо обещание за създаване на специфични за Марс щамове култури.

Какви са някои други предизвикателства, породени от условията на Марс?

Едно нещо, което разгледахме, е дали има смисъл да отглеждаме растения в оранжерии на повърхността. Винаги, когато видите скица на художник на база на Марс, винаги виждате оранжерии навсякъде. Но това, което открихме, е, че наистина просто не получавате достатъчно слънчева светлина на повърхността на Марс, защото е по-далеч от слънцето. Вашата инцидентна слънчева светлина е основно това, което бихте получили в Аляска и има причина, поради която не отглеждаме царевица и пшеница в Аляска. Те растат в по-южните ширини. И така, оказва се, че нещо като оранжерия всъщност може да няма смисъл на Марс. Може би е по-добре да отглеждате растенията и да произвеждате други храни в тунели под земята, например.

Откъде щеше да дойде водата?

Имаме доста добра справка с това къде е водата на Марс. Той е заключен предимно като лед под земята и се съдържа и в някои минерали. За неща като глини и соли, където водата всъщност е вградена в минералната структура, можете да ги загреете и да изпарите водата. След като извлечете тази вода, е доста лесно да рециклирате вода доста ефективно. Мисля, че на космическата станция нещо като 97 процента от водата се улавя и използва повторно. Очевидно първо е инженерно предизвикателство да се добива тази вода, но след като веднъж сте изградили резервоар, трябва да можете да го рециклирате доста ефективно в тази затворена екосистема, която изграждате.

Въз основа на резултатите от проучването бихте ли се застъпили за населено място на Марс?

Да, и мисля, че ако погледнем какво по-специално прави SpaceX, те вече строят корабите, които ще поемат товари, а след това и хората на Марс. Вече сме тръгнали по този път и въпросът ще бъде: кой отива? Това космически агенции ли ще бъдат? Ще бъдат ли туристи? И как ще се изгради селище или град? Но мисля, че определено е нещо, което е осъществимо в близко бъдеще.

Как би могло това знание да се приложи към живота на Земята?

Почти съвпадение е, че ограниченията, които Марс ви налага - липсата на атмосфера, студът, ви принуждават да произвеждате храна по начин, който е по-устойчив от това, което правим на Земята. И така, отдалечавайки се от фабричното земеделие, отдалечавайки се от мащабно производство на млечни и животински протеини и мислейки за тези алтернативи, като насекоми и клетъчно земеделие, всички тези практики са по-устойчиви от това, което правим в момента на Земята. Има някакво отделяне, тъй като разработването на тези неща за Марс може да ни помогне да преминем към по-отговорен начин за производство на храна на Земята.

За Андреа Микелсън

Андреа Микелсън е цифров стажант в списание Smithsonian. В момента е абитуриент в Северозападния университет, където учи журналистика и глобално здраве.