Att skicka människor till Mars är inte en lätt uppgift i sig, men det blir mycket svårare att etablera en koloni på Mars. Livet utanför jordens biosfär kommer att kräva antingen matförsörjning från vår hemplanet, eller så måste vi odla mat redan på plats, och eftersom det första alternativet är helt opraktiskt och extremt kostsamt i det långa loppet, måste vi ta till jordbruk på Röda planeten.
Om du såg filmen "The Martian", kom ihåg hur huvudpersonen växte potatis i ett växthus med Martian jord, frysta avföring från expeditionsteamet och vatten som erhölls under en kemisk reaktion.
”Verkligheten är mycket mer komplicerad,” säger Ralf Fritzsche, projektledare för livsmedelsproduktion vid Space Center. Kennedy (NASA).
NASA planerar att skicka astronauter till Mars år 2030, och SpaceX, under ledning av Elon Musk, föreslår ett aggressivt Mars-koloniseringsprogram baserat på det interplanetära transportsystemet (ITS). Men även om SpaceX lyckas skicka människor till Mars, har de ingen plan ännu om hur de ska odla mat där.
Att hålla åtminstone en person på Mars kommer att kräva minst 1 miljard dollar per år - bara för mat. Uppenbarligen behövs en annan strategi här.
"Elon Musk har erbjudit världen en utmaning", säger Daniel Batcheldor, professor i fysik och rymdvetenskap vid Florida Institute of Technology och chef för Buzz Aldrin Space Institute.”Vi vet att vi inte kan upprätthålla en koloni på Mars med bara förnödenheter från jorden. Kolonin måste bli självförsörjande för att överleva på Röda planeten."
Fritzsche och NASA-kollegan Trent Smith har samarbetat med forskare från Buzz Aldrin Space Center för att ta reda på hur man kan växa något på Mars. Biologiskt kan astronauternas avfall vara en bra hjälp i den här frågan, men för att skapa en analog jordmängd behöver vi mycket mer - från markavgiftningsprodukter till konstgjorda bakterier.
"Det finns inget organiskt material i den Martiska regoliten," säger Brooke Wheeler från Florida Aeronautical University of Technology. "För att använda avfall, vare sig det är avsnitt eller matrester för kompost, behöver du sönderdelare, organismer som mineraliserar organiskt material (bakterier eller svampar) - endast i deras närvaro kan växter konsumera näringsämnena i avfallet."
Kampanjvideo:
Wheeler och hennes kollega Drew Palmer, biträdande professor i biologiska vetenskaper vid Florida Institute of Technology, använder jord som efterliknar Martianjord, och hoppas att de fortfarande kan räkna ut ett sätt att odla mat på Mars. Analogen till den använda marsjorden är vulkansk sand från Hawaii, som saknar väsentliga näringsämnen för växter.
Att simulera Martian-regolitten är en bra start, men Wheeler och Palmer inser att simuleringen är ofullständig. Ett av de huvudsakliga problemen som framtida kolonisatorer kommer att behöva möta är giftigheten i marsjorden. Martial regolit förpackas till kapacitet med perkloratsalter, giftiga för människor, som används vid produktion på jorden och kan orsaka allvarlig sköldkörtelsjukdom. Innan vi kan förvandla Mars till jordbruksmark behöver vi ett sätt att avlägsna Marsjord av perklorater.
"Vi är oerhört intresserade av att skapa konstgjorda mikroorganismer som kan rensa marken från giftiga ämnen," säger Palmer. "Detta är mycket möjligt, här på jorden."
Forskarna föreslår också att skicka ett robotuppdrag till Mars flera månader innan den första mannen slår foten på planetens yta. Roboter kan förbereda Martian regolit för användning, bli av med giftiga ämnen och börja plantera växter. Tanken är att ge astronauter en fungerande gård när de anländer till Mars, vilket inte bara kommer att ge dem mat, utan också hjälper till att upprätthålla livssupportsystem genom att tillhandahålla ytterligare syre och reglera lufttoxicitet.
Förutom den praktiska uppgiften kommer gården på Mars också att utföra funktionen att upprätthålla expeditionsmedlemmarnas psykologiska hälsa. Trent Smith, medan han ledde Project Veggie på den internationella rymdstationen, som använder hydroponik för att förse växter med näringsämnen i mikrogravitet, såg njutningen som astronauterna på ISS tyckte om att växa växter på en annars livlös plats.
”Eftersom de är på en rymdstation, kan man säga fientliga förhållanden, med alla dessa kablar och ledningar, med bara en metall och plast runt … när de har dessa lilla växande löv och rötter som de bryr sig om - för dem det är som ett hem, ett litet natur,”konstaterar Smith. "Där på Mars kommer det att betyda mycket."
"Om vi planerade en expedition i månader, skulle hydroponics ensam räcka - det är extremt effektivt," säger Smith.”Men eftersom vi vill att expeditionen ska stanna där länge är det vettigt att byta till jordbruk. Du kan använda någon av metoderna."
I alla fall kommer vi att behöva använda all vår uppfinningsrikedom som en art för att lära oss jordbruk igen, bara denna gång - under fientliga förhållanden på en annan planet.
"Det är som om vi återvänder till det tidiga jordbrukssamhället när vi lärde oss att odla marken," säger Batcheldor. "Istället för att använda vår planets bördiga jord måste vi bokstavligen skapa ny jord på Mars."
