Kako bo zunajzemeljsko kmetijstvo delovalo na Marsu?

Kako bo zunajzemeljsko kmetijstvo delovalo na Marsu?

V filmih se zdi vse tako preprosto. Toda za gojenje hrane na Marsu moramo ustvariti zemljo iz nič in zgraditi lastno mini biosfero.

Pristanek ljudi na Marsu bo pomemben dogodek v zgodovini človeštva. Življenje onkraj zemeljske biosfere ostaja za mnoge sanje. Vendar pa bo oblikovanje trajnostne poravnave na Rdečem planetu zahtevalo razvoj okolja. Potrebno bo razviti načine proizvodnje hrane na mestu, kjer to ni. Navsezadnje bo oskrba z Zemlje bodisi prekinjena ali pa sploh ne bo.

Markbatner (Matt Damon) je v uspešnici »Marsovka 2015« slavno upodobil zasaditev krompirja v improviziranem rastlinjaku, potem ko je prišel v težko situacijo med epsko nevihto, ki je povzročila, da je ostala posadka ustavila misijo in odletela brez njega. S pomočjo vakuumske embalaže, ki je ostala iz misije, je Watney posadil krompir v »zemeljsko« zemljo, izločil vodo s kemičnimi reakcijami in oplodil svojo rastočo krompirjevo posušeno z zamrznjeno posušeno posadko.

To se zdi dokaj preprost način za gojenje rastlin na Marsu. Vendar to ni tako.

"Reality se ne približuje niti kinematografski rešitvi," je povedal Ralph Fritsche, višji vodja projektov za hrano v vesoljskem centru Kennedy, NASA.

NASA namerava poslati astronavte na Mars leta 2030. Vodja SpaceX, Ilon Musk, je predlagal agresivno kampanjo kolonizacije planeta, ki temelji na medplanetnem prometnem sistemu (SMT). Toda tudi če ima SpaceX izkušnje s prevozom ljudi na Mars, še vedno ni načrta, kako lahko tam živijo in proizvajajo hrano na račun Zemlje. Glede na to, da bo pošiljanje hrane z Zemlje na Mars stalo približno milijardo dolarjev na osebo na leto, postane jasno, da nujno potrebujemo drug načrt za dobavo hrane prihodnjim raziskovalcem na Marsu.

"Ilon Musk je svetu predstavil težak izziv," je povedal Daniel Batcheldor, profesor fizike in vede o vesolju na Inštitutu za tehnologijo v Floridi, in direktor projekta Space Institute, Buzz Aldrin. »Vemo, da ne moremo dostaviti mase, potrebne za površino Marsa, poslano z Zemlje. Ustvariti moramo stabilno kolonijo na Rdečem planetu, ki ne bo odvisna od zemeljskih zalog. "

Medtem ko razmišljamo o ustvarjanju prve marsovske kolonije ali podpore za majhno skupino astronavtov NASA, raziskovalci delajo na razvoju novih strategij za gojenje rastlin zunaj Zemlje.

Fritsche in njegov kolega iz NASA Trent Smith sta se združila z znanstveniki iz vesoljskega inštituta Buzz Aldrin, da bi raziskala, kakšne so prave metode pridelave hrane na Marsu. Čeprav ima uporaba astronavtov fizičnih odpadkov kot gnojilo pomembno vlogo, bomo potrebovali vse (od odstranjevanja toksinov iz organizmov do »oblikovalskih bakterij«), da bi ustvarili marsovsko različico tal, ki jo imamo na Zemlji.

»V marsovskem regolitu ne sme biti nobene organske snovi. In za predelavo hranil boste potrebovali destruktorje, da bi uničili tisto, kar je tam, in ga naredili na voljo (v pravilni obliki) za uporabo v rastlinah, «je povedal Fordham Brooke Wheeler, izredni profesor na kolegiju astronavtike. "To bo ena od možnih strategij za ustvarjanje kolonije, ki je bolj odporna na predelavo odpadkov, ne glede na to, ali pripadajo ljudem, rastlinam ali drugim organskim odpadkom." Wheeler in njegov kolega Drew Palmer (docent za biološke znanosti na Inštitutu za tehnologijo v Floridi) uporabljata marsovski regolit, v upanju, da bodo raziskali proces uporabe lastnih sredstev med človeškim poslanstvom na Rdečem planetu. Simulator (vulkanski kamniti prah z Havajskih otokov) ne vsebuje nobenih hranil, potrebnih za rast rastlin, predvsem pa spominja na marsovski regolit.

Kako bo zunajzemeljsko kmetijstvo delovalo na Marsu?

Solata, ki je bila gojena samo v simulatorju Marsa (brez dodajanja hranil), je v laboratoriju proizvajala le majhne liste (FIT / Buzz Aldrin Space Institute).

Čeprav je regolitni simulator dober začetek, Wheeler in Palmer razumejo svoje omejitve. Eden največjih izzivov v prihodnosti je, kako bodo marsinski astronavti »odpravili« strupene kozmične snovi, za katere je znano, da so prisotne na planetu. Kot je potrdil NASA-jev laboratorij za znanost, je marsovski regolit poln perkloratnih soli, ki se uporabljajo v industrijskih procesih na Zemlji in za katere je znano, da povzročajo težave s ščitnico. Odstranjevanje perkloratov iz Marsovega regolita bo pripomoglo k kmetijstvu.

"Ko začnemo uvajati mikrobe, bi radi uporabili inženirske mikrobe, ki lahko odstranijo toksične perklorate, ki bodo zelo veliko v tleh," je dejal Palmer. "Zdaj jih lahko začnete načrtovati, na Zemlji."

Toda to ni zadnja točka. Ker na Marsu obstajajo mikroorganizmi tal, ki tvorijo osnovo življenjskih ciklov, ki upravljajo biosfero Zemlje, bomo morali v marsovske regolite uvesti bakterije in strateške rastline, da bi dobili največ hranil. »Verjamemo, da bo dolgoročno ponovno registriranje mikrobov in organizmov, ki sočasno obstajajo z rastlinami (na Zemlji), ustvarilo trajnostne cikle dušika in fosforja (na Marsu),« je dejal Palmer.

Gnojila so surovina teh ciklov, zato moramo pri načrtovanju marsovskega kmetijstva razmisliti, kako bo to zagotovljeno. Bo to dobave z Zemlje? Ali se bo proizvajal lokalno, da bi zmanjšal stroške in odvisnost od našega planeta?

»Da bi dopolnili ta sistem, morate zgraditi več struktur,« je dodal Palmer.

Raziskovalci verjamejo, da bi preden bi oseba stopila na Rdeči planet, lahko robotska misija letela mesec dni prej in pripravila marsovski regolit za kmetijstvo. Kmetijski roboti lahko pridobivajo regolit in opravljajo naloge za odstranitev perklorata, pri čemer uvedejo potrebno biologijo za ustvarjanje ciklov, potrebnih za preživetje rastlin. Ideja je ustvariti zdrave kmetije, preden pride človeška misija. Astronavti bodo prišli na pripravljeno mesto s svežo hrano, pa tudi s sistemi za vzdrževanje življenja (oskrba s kisikom in prilagajanje toksinov).

Kako bo zunajzemeljsko kmetijstvo delovalo na Marsu?

Solatni listi se gojijo v simulatorju na Marsu z dodanimi hranili. Rezultat so zdravi listi (FIT / Buzz Aldrin Space Institute).

S proizvodnjo izdelkov na Marsu so povezani številni različni problemi. Toda ena največjih prednosti fizičnega gojenja rastlin bo psihološka. Vodja eksperimentalnega projekta "Veggie" Mednarodne vesoljske postaje, ki uporablja hidroponiko za oskrbo rastlin z vodo in hranilnimi snovmi v mikrogravitaciji, je Trent Smith spoznal, da astronavti v orbitalni postaji prejmejo veliko veselje, ko gojijo rastline v popolnoma sterilnem okolju. »Zato, ker so na vesoljski postaji, v zelo sovražnem okolju, z vsemi temi žicami in kabli ... Ampak imajo te majhne rastline, ki jim je všeč in ki spominjajo na dom,« je dejal Smith. "Ko gremo na Mars, bo to zelo pomemben trenutek."

Veggie je pokazal proces gojenja solate, ki ga je v svoji enoletni misiji na vesoljski postaji z ruskim astronavtom Mihailom Kornienkom naredil astronavt NASA Scott Kelly. Ampak astronavti so ostali odvisni od zemeljskih zalog. Kljub temu, da bodo morali hidroponi igrati vlogo pri dopolnjevanju prehrane marsovskih raziskovalcev, moramo na koncu biti odvisni od virov Rdečega planeta, da ustvarimo in ohranimo pogoje za življenje.

»Sprva bi lahko opravili hidroponsko kmetijstvo. Hidroponika je neverjetno učinkovita, «je dejal Smith. »Če pa se boste dolgo zadrževali, potem je smiselno, da se to zgodi na regolitskih kmetijskih sistemih. Imeli boste dva različna načina za gojenje rastlin za hrano. "

Ne glede na to, katero pot izberete, boste morali uporabiti tehnični potencial, da se naučite, kako ponovno namestiti v negostoljubnem okolju.

"Kot da bi se vrnili v zgodnjo agrarno družbo, ko smo samo poskušali ugotoviti, kako do zemlje," je dejal Batcheldor. »Toda namesto rodovitne zemlje gojimo marsovsko zemljo.«

»Ustvarjanje stalne kolonije na Marsu bo končno popravilo našo prisotnost na planetu,« je dodal.

Komentarjev (0)
Iskanje