2017. gadā Elons Musks izklāstīja savus grandiozos plānu par SpaceX nākotni, uzņēmumam, kurš vedīs cilvēci uz Marsu. Gadu desmitos desmitiem tūkstošu Starship lidojumu miljons cilvēku nogādātu Sarkanās planētas virsmu - tas ir minimālais muskusa cerības līmenis, kas būs nepieciešams, lai izveidotu pašpietiekamu civilizāciju.
Detalizēts informācijas skaits, cenšoties panākt, piemēram, šo, ir prātā satraucošs. Kā ir ar samazinātu gravitāciju, radiācijas iedarbību un ārprātu? Kas par atgriešanās lidojumiem? Rezerves daļas? Celtniecības materiāli?
Ko visi ēdīs?
No visām tehnoloģijām, kas mums jāapgūst, lai ikviens dzīvotu uz Marsa, nemaz nerunājot par miljonu cilvēku, pārtika patiesībā varētu būt viens no lielākajiem izaicinājumiem.
Tas ir tāpēc, ka Marss gandrīz neko nedara uz galda, kad nepieciešams izaudzēt milzīgo pārtikas daudzumu, kas vajadzīgs cilvēkiem. Mēs nedomājam, ka ir kādi vietējie augi un dzīvnieki, un Zeme nevar mūžīgi papildināt Marsa koloniju ar aprūpes paketēm no mājām. Tas atspēko visu ideju par pašpietiekamību.
Marsiešiem vajadzēs savu ēdienu ražot uz vietas. Un tas nozīmē izmantot visu, kas ir viņu rīcībā uz Sarkanās planētas, izmantojot jaunākās pārtikas ražošanas tehnoloģijas, lai visi būtu paēduši.
Bet vai viņi skars līdz miljonam cilvēku?
Jaunajā žurnālā publicētajā rakstā Jauna telpa sauc par “Barojot miljonu cilvēku uz Marsa”, Kevins M Kanons un Daniels T. Britts sniedz pārskatu par tehnoloģijām, kuras būs jāizmanto Marsa pārtikas ražošanā, un kādi būs to ierobežojumi.
Acīmredzot jūs nevarat audzēt augus tieši uz Marsa virsmas, sasalšanas auksts un zems atmosfēras spiediens augu noslaucīs, pirms tas pat varētu dīgt no sēklām. Marsa regolītā nav izmantojama organiskā materiāla, un augšējais slānis satur pat toksiskus perhlorātus.
Tradicionālā ideja ir tāda, ka Marsa dārznieki audzēs savas kultūras milzu siltumnīcās, sākot augus regolītā ar pievienotu organisko materiālu. Jūs esat redzējis marsieti, jūs zināt, ko es aprakstu.
Un regolītu vajadzētu mazgāt, lai noņemtu perhlorātus.
Bet pēc Kanona un Britta domām, iespējams, sākumā tas tā nebūs. Marsa augi nepieskarsies regolītam. Tā vietā tos hidroponiski audzēs šķīdumos, kas bagāti ar barības vielām, izmantojot izejvielas, kas atvestas no Zemes.
Ļaujiet man parādīt jums konkrētu piemēru, kā tas varētu izskatīties.
Viena no visnepatīkamākajām vietām uz Zemes cilvēku dzīvībai ir Antartica, bet 2018. gadā zinātnieki no Vācijas Neumayer II stacijas Antarktīdā novāca milzīgu dārzeņu ražu, kas tika izaudzēta pilnīgi hidroponiski.
Tie tika audzēti siltumnīcā EDEN ISS, kas ir pilnīgi autonoma audzēšanas vide ar LED audzēšanas gaismām, hidroponiskām barības vielām un atmosfēras kontroli.
9,5 mēnešu laikā viņi spēja saražot 268 kilogramus pārtikas, izmantojot tikai 12,5 kvadrātmetrus telpas. Viņi varēja audzēt gurķus, salātus un tomātus, kas pēc garšas tikpat labi varētu augt savā dārzā.
Vienam cilvēkam augu audzēšanai vajadzēja vidēji 3-4 stundas dienā.
Nav iemesla domāt, ka šī metode nedarbosies uz Marsa, lai gan atmosfēras pārvaldīšana būs sarežģītāka, jo jūs nevarat vienkārši atvērt logu, kad jūsu siltumnīcā kļūst mazliet par mitru.
Vai uztraucaties par zemo smaguma pakāpi? Mēs jau zinām, ka augus ir iespējams audzēt kosmosā. Starptautiskajā kosmosa stacijā ar eksperimentu Veggie Plant Growth System ir eksperiments, kas tika uzstādīts 2016. gada maijā.
Šajā mazajā siltumnīcā ir trīs dažādu veidu salāti, kas audzēti hidroponiskā vidē ar LED audzēšanas gaismām. Astronauti regulāri novāc salātus un gatavo salātus, izmantojot no Zemes sūtīto pārsēju.
Paaugstinātu versiju sauc par Advanced Plant Habitat, kas ir mini ledusskapja izmēra audzēšanas kamera. Tas ir paredzēts, lai pārbaudītu, kā dažādi augi reaģē uz mikrogravitāciju, un tas gandrīz pilnībā ir autonoms, regulējot temperatūru, barības vielas un ūdeni.
Nesen sistēma tika izmantota punduru kviešu audzēšanai mikrogravitācijas apstākļos, un tā izskatījās diezgan normāla.
Kuri augi jums jāaudzē, kad jūs varat sākt saimniekot Marsa regolītā? Nesen Villanova profesors Edvards Guinans veica eksperimentu ar savu astrobioloijas kursu, ko sauca Sarkanie īkšķi: Marsa dārza projekts.
Viņi pārbaudīja, cik labi dažādi augi augs simulētajā Marsa regolītā, un pats galvenais - kā viņi garšo? Izrādās, mieži, baziliks, kāposti, apiņi, sīpoli, ķiploki, salāti, saldie kartupeļi un piparmētra izdevās labi.
Ļaujiet man atkārtot, ka tas ir skaidrs; apiņiem un miežiem, kas audzēti uz Marsa, garša ir tikpat laba kā tad, kad tie tiek audzēti uz Zemes. Man būs Marsa alus.
Labi, kas vēl ir izvēlne Marsam?
Saskaņā ar rakstu, uz kuru es atsaucos iepriekš, Cannon un Britt liek domāt, ka mēs iegūtu olbaltumvielas no augiem, kā arī, piemēram, crickets. Tie ir pildīti ar olbaltumvielām, bet ir vieglāk audzējami nekā liellopu ganāmpulks, un šeit uz Zemes ir daudz uzņēmumu, kas labprāt jums pārdotu kraukšķus gandrīz jebkurā ēdamajā formā, kādu vien varat iedomāties.
Arī kultivētā gaļā ir gūti daži neticami uzlabojumi, bioreaktoriem ražojot liellopu gaļas burgerus un vistu, kas nekad nav bijusi dzīvniekam.
Cannon un Britt izveidoja modeli, lai simulētu Marsa populācijas vajadzības pēc pārtikas, kas 100 miljonu gadu laikā pieaug līdz miljonam cilvēku. Viņi uzskatīja, ka kolonisti vienlaicīgi ieradīsies 150 reizes ar raķetēm no Zemes, un ņemot vērā dabisko dzimstības un mirstības līmeni. Viņi arī pieņēma, ka uz Marsa notiks veselīgas dzemdības un dabisks vietējo iedzīvotāju skaita pieaugums.
Viņi aprēķināja, ka, ja iedzīvotāji tiks baroti, Marsā netiks audzēti gandrīz 200 000 piegādes kuģu, vajadzēs gandrīz 200 000 piegādes kuģu. Bet, ja viņi varētu uzsākt vietējās pārtikas operācijas, šis skaits samazināsies līdz nedaudz vairāk kā 50 000 piegādes kuģu visu 100 gadu laikā.
Viņi varētu sasniegt pašpietiekamību 40 gadu laikā, ja lauksaimniecībai tiktu atvēlēts vairāk darba, kravas kravām pārvadājot vairāk lauksaimniecības preču. Tas nozīmē mazāk pārtikas un vairāk hidroponikas rīku un augošas gaismas, taču laika gaitā priekšrocības patiešām palielinās. Viņiem vajadzēs tikai 6500 pārtikas piegādes.
Un, ja visi centienus koncentrētu uz pārtikas ražošanu, viņi aptuveni 20 gadu laikā varētu sasniegt pilnīgu pašpietiekamību ar tikai 209 pārtikas piegādēm.
Katrai personai, kurai nepieciešami 46 kvadrātmetri zemes, audzēšanas telpai būtu nepieciešami 46 kvadrātkilometri. To varētu izdarīt tuneļos, kuru šķērsgriezums ir aptuveni 4 metri. 14 500 kilometru tuneļu.
Neticami, ka viena Boring Company tuneļmašīna varētu visus šos tuneļus izgatavot 53 gadu laikā.
Vai vēlaties būt viens no cilvēkiem, kas ceļo uz Marsu, bet jūsu Starship lidojums vēl nav rezervēts? Labas ziņas, jūs varat pielāgot savu uzturu uzreiz. Pētniekiem ir vietne vietnei Eat Like a Marsietis ar bezmaksas ceļvedi, kas ļaus jums ēst augļu dārzeņus, produktus no kukaiņiem un kultivētu gaļu, kas būs Marsa diētas pamatā.
Kaut arī šobrīd zinātniskā fantastika ir iedomāties pastāvīgu cilvēku koloniju uz Marsa, tehnoloģiju uzlabojumi ir veids, kā zinātnisko fantastiku galu galā padarīt par realitāti.
Un pat ja izrādās, ka Marss nav lieliska dzīvesvieta, šīs pašas tehnoloģijas būs vajadzīgas jebkurai pašpietiekamai kolonijai neatkarīgi no tā, vai tā atrodas uz Mēness, asteroīds, vai mākslīgās gravitācijas kosmosa stacijās Zeme-Mēness Lagranža punkti.
Faktiski šīs tehnoloģijas palīdzēs mums pabarot cilvēkus, kuri jau dzīvo šeit uz Zemes, radot mazāku ietekmi uz vidi.
Neatkarīgi no tā, kas notiek, mums jāapgūst pārtikas ražošanas tehnoloģija jebkurā vidē.
