Cilvēku nosūtīšana uz Marsu pats par sevi nav viegls uzdevums, taču izveidot koloniju uz Marsa būs daudz grūtāk. Dzīvei ārpus Zemes biosfēras vai nu būs nepieciešami pārtikas krājumi no mūsu mājas planētas, vai arī mums būs jāaudzē pārtika jau uz vietas, un, tā kā pirmais variants ir pilnīgi nepraktisks un ilgtermiņā ārkārtīgi dārgs, mums nāksies ķerties pie lauksaimniecības uz Sarkanās planētas.
Ja esat noskatījies filmu "Marsietis", atcerieties, kā galvenais varonis audzēja kartupeļus siltumnīcā, izmantojot Marsa augsni, ekspedīcijas komandas saldētās ekskrementi un ūdeni, kas iegūts ķīmiskās reakcijas laikā.
“Realitāte ir daudz sarežģītāka,” saka Ralfs Fritzsche, galvenais kosmosa centra pārtikas ražošanas projektu vadītājs. Kenedijs (NASA).
NASA plāno nosūtīt astronautus uz Marsu līdz 2030. gadam, un SpaceX, kuru vada Elons Musks, ierosina agresīvu Marsa kolonizācijas programmu, kuras pamatā ir Starpplanētu transporta sistēma (ITS). Bet pat ja SpaceX izdodas sūtīt cilvēkus uz Marsu, viņiem vēl nav plāna, kā viņi tur audzēs pārtiku.
Lai uzturētu vismaz vienu cilvēku uz Marsa, būs nepieciešami vismaz USD 1 miljards gadā - tikai pārtikai. Acīmredzot šeit ir vajadzīga atšķirīga pieeja.
"Elons Musks ir piedāvājis pasaulei izaicinājumu," sacīja Daniels Batšeldors, Floridas Tehnoloģiju institūta fizikas un kosmosa zinātņu profesors un Buzz Aldrin Kosmosa institūta direktors. “Mēs zinām, ka mēs nevaram uzturēt koloniju uz Marsa ar piegādēm tikai no Zemes. Kolonijai ir jākļūst pašpietiekamai, lai izdzīvotu uz Sarkanās planētas."
Fritzsche un NASA kolēģis Trent Smits ir apvienojušies kopā ar kosmosa centra Buzz Aldrin zinātniekiem, lai izdomātu, kā kaut ko izaudzēt uz Marsa. Astronautu bioloģiskie atkritumi var būt lielisks palīgs šajā jautājumā, taču, lai izveidotu zemes augsnes analogu, mums būs nepieciešams daudz vairāk - sākot ar augsnes detoksikācijas produktiem un beidzot ar mākslīgajām baktērijām.
"Marsa regolītā nav organisko vielu," saka Brūks Vīlers no Floridas Aeronavigācijas tehnoloģiju koledžas. "Lai atkritumus izmantotu kompostos vai ekskrementos vai pārtikas atliekās, nepieciešami sadalītāji, organismi, kas mineralizē organiskās vielas (baktērijas vai sēnītes) - tikai viņu klātbūtnē augi var patērēt barības vielas atkritumos."
Reklāmas video:
Wheeler un viņas kolēģis Drew Palmer, Floridas Tehnoloģiju institūta bioloģisko zinātņu docents, izmanto augsni, kas atdarina Marsa augsni, cerot, ka viņi joprojām var izdomāt veidu, kā audzēt pārtiku uz Marsa. Izmantotās Marsa augsnes analogs ir vulkāniskās smiltis no Havaju salām, kurām trūkst augu būtisku barības vielu.
Marsa regolīta imitēšana ir labs sākums, taču Riters un Palmers atzīst, ka simulācija ir nepilnīga. Viena no galvenajām problēmām, ar kurām nāksies saskarties nākamajiem kolonizatoriem, ir Marsa augsnes toksicitāte. Marsa regolīts ir iepakots ar cilvēkiem toksiskiem perhlorāta sāļiem, ko izmanto ražošanā uz Zemes un var izraisīt nopietnas vairogdziedzera slimības. Lai Marsu varētu pārveidot par lauksaimniecības zemi, mums ir nepieciešams veids, kā atbrīvot Marsa augsni no perhlorātiem.
"Mēs esam ārkārtīgi ieinteresēti radīt mākslīgus mikroorganismus, kas var attīrīt toksisko vielu augsni," saka Palmers. "Tas ir pilnīgi iespējams šeit, uz Zemes."
Pētnieki arī ierosina nosūtīt robotizētu misiju uz Marsu vairākus mēnešus pirms pirmā cilvēka stāvēšanas uz planētas virsmas. Roboti varēs sagatavot Marsa regolītu lietošanai, atbrīvot to no toksiskām vielām un sākt stādīt augus. Ideja ir nodrošināt astronautus ar funkcionējošu fermu, kad viņi ierodas uz Marsu, kas viņiem ne tikai nodrošinās pārtiku, bet arī palīdzēs uzturēt dzīvības uzturēšanas sistēmas, nodrošinot papildu skābekli un regulējot gaisa toksicitāti.
Papildus praktiskajam uzdevumam ferma uz Marsa veiks arī ekspedīcijas dalībnieku psiholoģiskās veselības uzturēšanas funkciju. Trents Smits, vadot Starptautiskās kosmosa stacijas projektu Veggie, kas izmanto hidroponiku, lai apgādātu augus ar mikrogravitācijas spēkiem, redzēja, kā prieka astronauti uz ISS baudīja augu audzēšanu citādi nedzīvā vietā.
“Tā kā viņi atrodas kosmosa stacijā, varētu teikt, naidīgos apstākļos, ar visiem šiem kabeļiem un vadiem, ar apkārt tikai vienu metālu un plastmasu … kad viņiem ir šīs maz augošās lapas un saknes, kas viņiem rūp - viņiem tas ir kā mājas gabals, mazs dabas gabals,”atzīmē Smits. "Tur, uz Marsa, tas daudz nozīmēs."
“Ja mēs vairākus mēnešus plānotu ekspedīciju, ar hidroponiku vien pietiktu - tā ir ārkārtīgi efektīva,” saka Smits. “Bet, tā kā mēs vēlamies, lai ekspedīcija tur uzturētos ilgu laiku, ir jēga pāriet uz zemkopību. Varat izmantot jebkuru no šīm metodēm."
Jebkurā gadījumā mums būs jāizmanto visa mūsu atjautība kā suga, lai no jauna apgūtu lauksaimniecību, tikai šoreiz - naidīgos apstākļos uz citas planētas.
“Tas ir tāpat, kā mēs atgrieztos agrīnajā agrārajā sabiedrībā, kad mācījāmies zemi saimniekot,” saka Batšelors. "Tomēr tā vietā, lai izmantotu mūsu planētas auglīgo augsni, mums burtiski ir jāizveido jauna augsne uz Marsa."