Ko cilvēki ēdīs uz Marsa pēc tam, kad viņi kolonizēs Sarkano planētu?

Jau ir uzsākti sagatavošanās darbi misijām, kas cilvēkus uz Marsu nogādās desmit gadu laikā. Bet ko cilvēki varētu ēst, ja šīs misijas galu galā novedīs pie sarkanās planētas pastāvīgas kolonizācijas?

Reiz (ja) cilvēki to dara uz Marsu, galvenā problēma jebkurai kolonijai būs stabilas pārtikas piegādes nodrošināšana. Milzīgās izmaksas, kas rodas, uzsākot un atjaunojot resursus no Zemes, padarīs to nepraktisku.

Cilvēkiem uz Marsa būs jāvirzās no pilnīgas paļaušanās uz nosūtīto kravu un jāsasniedz augsts pašpietiekamas un ilgtspējīgas lauksaimniecības līmenis.

Lasīt vairāk: Atklāts: milzīgs šķidrs ūdens ezers zem Marsa dienvidu pole

Nesenais atklātais šķidrais ūdens uz Marsa, kas papildina jaunu informāciju jautājumam par to, vai mēs atradīsim dzīvību uz planētas, rada iespēju izmantot šādas piegādes, lai palīdzētu audzēt pārtiku.

Bet ūdens ir tikai viena no daudzajām lietām, kas mums būs nepieciešamas, ja mēs Marsā augīsim pietiekami daudz pārtikas.

Kāda veida pārtika?

Iepriekšējais darbs ierosināja izmantot mikrobus kā pārtikas avotu Marsa. Vēl viena iespēja ir izmantot hidroponiskas siltumnīcas un kontrolētas vides sistēmas, kas līdzīgas tām, ko testē Starptautiskajā kosmosa stacijā, lai audzētu kultūras.

Šomēnes žurnālā Gēni Mēs piedāvājam jaunu perspektīvu, kas balstās uz progresīvas sintētiskās bioloģijas izmantošanu, lai uzlabotu augu dzīves potenciālu uz Marsa.

Sintētiskā bioloģija ir strauji augoša joma. Tā apvieno principus no inženierijas, DNS zinātnes un datorzinātnes (starp daudzām citām disciplīnām), lai dzīviem organismiem piešķirtu jaunas un uzlabotas funkcijas.

Ne tikai mēs varam izlasīt DNS, bet arī mēs varam izstrādāt bioloģiskās sistēmas, pārbaudīt tās un pat izstrādāt veselus organismus. Raugs ir tikai viens piemērs tādam rūpnieciska darbagalda mikrobam, kura visu genomu pašlaik pārveido starptautisks konsorcijs.

Šī tehnoloģija ir attīstījusies tik tālu, ka precīzu ģenētisko inženieriju un automatizāciju tagad var apvienot automatizētās robotikas iekārtās, kas pazīstamas kā biofoundries.

Šīs biofoundries var pārbaudīt miljoniem DNS dizainu paralēli, lai atrastu organismus ar tādām īpašībām, kādas mēs meklējam.

Mars: Zemes līdzīgs, bet ne Zeme

Kaut arī Mars ir visvairākā no mūsu kaimiņu planētām, Mars un Zeme atšķiras dažādos veidos.

Lasīt vairāk: Cienījamā dienasgrāmata: saule nekad nav bijusi uz Arktikas Marsa simulācijas

Marsa smagums ir aptuveni trešdaļa no tā, kas atrodas uz Zemes. Mars saņem aptuveni pusi no saules gaismas, ko mēs saņemam uz Zemes, bet daudz augstāku kaitīgo ultravioleto (UV) un kosmisko starojumu. Marsa virsmas temperatūra ir aptuveni -60 grādi pēc Celsija, un tai ir plānas atmosfēras, galvenokārt no oglekļa dioksīda.

Atšķirībā no Zemes augsnes, kas ir mitra un bagāta ar barības vielām un mikroorganismiem, kas atbalsta augu augšanu, Mars ir pārklāts ar regolītu. Tas ir sauss materiāls, kas satur perhlorāta ķīmiskas vielas, kas ir toksiskas cilvēkiem.

Arī, neskatoties uz jaunāko grunts ezeru atradumu, ūdens uz Marsa lielākoties ir ledus formā, un planētas zemais atmosfēras spiediens padara šķidro ūdeni vājošu apmēram 5 grādos pēc Celsija.

Augi uz Zemes ir attīstījušies simtiem miljonu gadu un ir pielāgoti sauszemes apstākļiem, taču tie Marsā nepalielināsies.

Tas nozīmē, ka, lai panāktu efektīvu lauksaimniecību, mākslīgi radot optimālus augu augšanas apstākļus, būtu jāpiešķir ievērojami resursi, kas cilvēkiem būtu ierobežoti un nenovērtējami, piemēram, šķidrs ūdens un enerģija.

Augu pielāgošana Marsu

Racionālāka alternatīva ir izmantot sintētisko bioloģiju, lai attīstītu īpaši Marsa kultūrām. Šo milzīgo izaicinājumu var atrisināt un ātri izsekot, veidojot uz Marsu vērstu biofondriju.

Šāda automatizēta iekārta spētu paātrināt bioloģisko dizainu izstrādi un testēt to veiktspēju simulētajos Marsa apstākļos.

Ar atbilstošu finansējumu un aktīvu starptautisku sadarbību šāda uzlabota iekārta varētu uzlabot daudzas iezīmes, kas vajadzīgas, lai desmit gadu laikā gūtu labumu no Marsa.

Tas ietver fotosintēzes un fotoprotekcijas uzlabošanu (lai aizsargātu augus no saules gaismas un UV stariem), kā arī sausuma un aukstuma toleranci augos un inženierzinātņu ražas funkcionālās kultūras. Mums ir arī jāmaina mikrobi, lai detoksicētu un uzlabotu Marsa augsnes kvalitāti.

Tās ir visas mūsdienu sintētiskās bioloģijas spējas.

Ieguvumi Zemei

Nākamās paaudzes kultūraugu attīstībai, kas nepieciešama cilvēku uzturēšanai uz Marsa, būtu arī liels ieguvums cilvēkiem uz Zemes.

Lasīt vairāk: Pirms mēs kolonizēsim Marsu, paskatīsimies uz mūsu problēmām uz Zemes

Pieaugošais pasaules iedzīvotāju skaits palielina pieprasījumu pēc pārtikas. Lai apmierinātu šo pieprasījumu, mums ir jāpalielina lauksaimniecības produktivitāte, bet mums tas jādara, negatīvi neietekmējot mūsu vidi.

Labākais veids, kā sasniegt šos mērķus, būtu uzlabot kultūru, kas jau ir plaši izmantota. Tādu iekārtu kā Mars Biofoundry izveidošana dotu milzīgu labumu augu izpētes laikā, kas ietekmētu nodrošinātību ar pārtiku un vides aizsardzību.

Tātad galu galā galvenais ieguvējs no centieniem attīstīt kultūraugus Marsa gadījumā būtu Zeme.

Šis raksts sākotnēji tika publicēts Briardo Llorente sarunā. Lasiet oriģinālo rakstu šeit.