Elon Musk'a sorarsanız, özel uzay yolculuğu gelecek yıl bir gerçeklik olabilir ve Mars'ta kendi kendini idame ettiren bir şehir çok uzak değil. Bu arada, gezegen bilimci Kevin Cannon ve Central Florida Üniversitesi'ndeki meslektaşları, dünya ile daha az ilgileniyorlar. yıldız gemisi Bu, yolcuları yörüngeye fırlatacak ve Mars'ta potansiyel bir insan yerleşiminin nasıl besleneceğiyle daha fazla ilgilenecek. Son makalelerinde Mars'ta Bir Milyon İnsanı Beslemek , Cannon ve Daniel Britt, kişi başına kalori alımını, ilk yıllarda ithal edilen gıdaları ve basınçlı gıda üretim tesisleri ve yeraltı gibi gerekli altyapıyı hesaba katarak, 100 Dünya yılı boyunca bir milyon yerleşimci için kendi kendine yeterliliğe doğru bir yol modellediler. LED aydınlatma ve borularla güneş ışığı alan bitki yetiştirmek için tüneller.
Smithsonian dergisi Cannon ile ayrıntılı vizyonları hakkında konuştu.
Mars'ta bir milyon insanı beslemeyi düşünmenize ne ilham verdi?
Uzay kaynaklarıyla ilgili birçok proje üzerinde çalışıyorum, bu nedenle uzayın keşfini ve gelişimini desteklemek için ay veya Mars'ta yerel malzemeler kullanıyorum. İnsanlar için ihtiyaç duyacağınız sarf malzemelerini düşünüyorsanız, oksijen, su, inşaat malzemesi ve yiyeceğe bakıyorsunuz. Ve fark ettiğimiz şey, yiyeceğin Mars yüzeyinde üretilmesi en zor şeylerden biri olduğu ve çok fazla işlem gerektireceği. Bize göre, insanlar gerçekten yeterince büyük düşünmüyorlardı.
Çalışma için sayıları (insan sayısı ve kalori alımı gibi) nasıl buldunuz?
Milyonlarca insan, Elon Musk'ın hevesli hedefleri için bahsettiği bazı şeylere dayanan keyfi bir rakam, bu yüzden bunu bir temel olarak seçtik. Çalışmadaki belirli sayılar için Dünya'daki verilerden çok şey aldık. Örneğin, ortalama bir kişinin günde ne kadar kalori yediğine baktık ve ardından bunu kişinin yaşına ve aktivite düzeyine göre ölçeklendirdik. Bu bilgisayar modelinde, aslında bir insan popülasyonunu temsil ediyoruz, yani 50/50 erkek ve kadın karışımımız vardı ve bir yaş yapımız vardı. Tabii ki, çocuklar yaşlılardan çok daha az kalori tüketir. Modellememizde bunların hepsi dikkate alındı.
Mars'ta gıda üretimi hakkında düşünürken hangi pratik faktörleri göz önünde bulundurdunuz?
Gerçek sınırlayıcı faktör olarak ortaya çıkan şey, ihtiyaç duyduğunuz arazi miktarıdır. Bunun Mars'ta bu kadar önemli olmasının nedeni, kara hakkında düşündüğünüzde, aslında kapalı bir yapı inşa etmekten bahsediyor olmanızdır. Onu basınçlandırmanız, ısıtmanız ve Mars ortamından korunmak için yakmanız gerekiyor. Neredeyse hiç atmosfer yok. Çok soğuk. Bu nedenle, arazi en önemli itici güç olarak ortaya çıkıyor. Yiyecek yetiştirmek için ne kadar çok arazi kullanmanız gerekiyorsa, o kadar çok inşaat, o kadar fazla güç vb.
Hangi besin kaynaklarının Mars'ta yaşam için uygun olacağını nasıl belirlediniz?
Buna çok genel bir açıdan baktık. Tamam, bitkilerden başlayalım diye düşündük, çünkü geçmişte insanların uzay görevlerinde ne yiyeceklerini düşündüklerinde çoğu insan bunu varsaymıştı. Ve bunun biraz ötesine, bazı protein kaynaklarına geçelim. Böylece, Dünya'da neler olduğuna baktık ve Mars için çok verimli olduğu ortaya çıkan böcek bazlı gıdaların yanı sıra hücresel tarım denilen şeye odaklandık. Bu büyük biyoreaktörlerdeki hücrelerden et yetiştirme fikri budur. Bu, aslında insanların Dünya'da düşündüğünden çok daha erken gelen bir şey ve uzayda yiyecek üretmek için çok iyi uyarlanmış.
Mars'taki insanlar muhtemelen laboratuvarda yetiştirilen et, böcek proteini ile yapılan ürünler ve yeraltı tünellerinde yetiştirilen sebzelerle yaşayacaklar.(Marina Markova)
Hücresel tarım nasıl çalışır?
Çalışma şekli, bir hayvandan hücre almanızdır - gerçekten herhangi bir hayvanı kullanabilirsiniz, ancak insanlar tavuklar, inekler ve tanıdık şeylerle başlıyor. Bu hücreleri çıkarırsınız ve daha sonra onları temel olarak bir besin çözeltisi içinde yetiştirirsiniz. Bu, büyük, paslanmaz çelik bir tankta yapılabilir ve neredeyse geleneksel bir çiftlikten çok bira demlemeye benziyordu. İnsanların şu anda üzerinde gerçekten çalıştığı şey, bu hücreleri size farklı etlerin dokusunu veren bir tür iskelede inşa ederek dokuyu doğru bir şekilde elde etmeye çalışmaktır. Ama asıl mesele bu, hayvansal protein üretmenin çok daha sürdürülebilir bir yolu ve çok daha etik çünkü şüpheli koşullarda hayvan yetiştirmeyi içermiyor.
Böcek proteini hakkında biraz daha detay verebilir misiniz?
Kuzey Amerika'da ve Avrupa'da, kültürümüzün veya diyetimizin bir parçası değil. Ancak daha geniş bakarsanız, 2 milyar gibi bir insan düzenli olarak diyetlerinin bir parçası olarak böcek yiyor. Çok iyi bir protein kaynağı olduğu ortaya çıktı ve yine çok daha sürdürülebilir. Fabrika çiftçiliği uygulamalarına kıyasla çok fazla arazi veya çok su gerektirmez. Tabii ki, biraz brüt faktör var. Ancak insanlar, örneğin, cırcır böceklerini öğütüp un haline getirebilir ve sonra onları kurabiyelere, cipslere veya bunun gibi şeylere koyabilir, böylece onları saklayabilir ve tüm böcekleri çiğnemekten kurtulabilirsiniz.
Menüde ne tür meyve veya sebzeler olurdu?
Şu anda uzayda yapılanlara bakarsanız, astronotların marul, domates ve biber gibi şeyleri yetiştirebilecekleri küçük bir bahçeleri var. Tabii ki, bu yiyecekler vitaminler ve kendi sebzelerinizi yetiştirebilmenin psikolojik faydaları gibi şeyler için değerlidir. Ama bu çok düşük kalorili sebzelerle büyük bir nüfusu besleyemeyeceksiniz, bu yüzden gerçekten mısır, buğday ve soya gibi, büyümeyi destekleyecek kadar kalorisi yoğun olan şeylere bakmanız gerekecek. nüfus.
Mars'ta gıda üretimi için ne tür teknolojilerin en uygun olduğunu buldunuz?
Önemli şeylerden biri, gıda üretiminizin mümkün olduğunca otomatik olmasını istemenizdir, çünkü bu, insanlara daha önemli şeyler yapmak için zaman kazandıracaktır. Dünyada robotları çiftçilik ve böcek üretimine entegre etmeye çalışan birçok şirket bunun üzerinde çalışıyor. Bence önemli olacak diğer şey, özellikle bitki türlerinde, ekin türlerini iyileştirmenin ve onları Mars'taki zorlu bir ortamda büyümeye daha dayanıklı hale getirmenin yollarını bulmak için genetik modifikasyon. Şu anda en umut verici şey, biyoloji dünyasını ele geçiren CRISPR gibi bir şey olurdu. Halihazırda, belirli bitki türlerinin genomlarını hızla değiştirmek için CRISPR'yi kullanan birkaç çalışma yapılmıştır. Bu nedenle, özellikle Mars'a özgü mahsul türlerini yapmak için en fazla söze sahip olduğunu düşünüyorum.
Mars'taki koşulların ortaya çıkardığı diğer bazı zorluklar nelerdir?
Baktığımız şeylerden biri, seralarda yüzeyde bitki yetiştirmenin mantıklı olup olmadığıydı. Ne zaman bir Mars üssünün sanatçı taslağını görseniz, her zaman her yerde seralar görürsünüz. Ama bulduğumuz şey, güneşten daha uzak olduğu için Mars'ın yüzeyinde gerçekten yeterince güneş ışığı alamadığınız. Gelen güneş ışığınız temelde Alaska'da alacağınız şeydir ve Alaska'da mısır ve buğday yetiştirmememizin bir nedeni var. Daha güney enlemlerinde büyüyorlar. Böylece, sera gibi bir şeyin Mars'ta aslında bir anlam ifade etmeyebileceği ortaya çıktı. Örneğin, bitkileri yetiştirmek ve diğer yiyecekleri yeraltındaki tünellerde üretmek daha iyi olabilir.
Su nereden gelecekti?
Mars'ta suyun nerede olduğu konusunda oldukça iyi bir bilgimiz var. Çoğunlukla yeraltında buz olarak kilitlenir ve bazı minerallerde de bulunur. Killer ve tuzlar gibi, suyun aslında mineral yapıya gömülü olduğu şeyler için, bunları ısıtabilir ve suyu buharlaştırabilirsiniz. Bu suyu çıkardıktan sonra, suyu oldukça verimli bir şekilde geri dönüştürmek oldukça kolaydır. Bence uzay istasyonunda suyun yüzde 97'si geri alınıyor ve yeniden kullanılıyor. İlk etapta bu suyu çıkarmak elbette mühendislik açısından bir zorluktur, ancak bir kez bir rezervuar inşa ettiğinizde, inşa ettiğiniz bu kapalı ekosistemde suyu oldukça verimli bir şekilde geri dönüştürebilmelisiniz.
Çalışmanın sonuçlarına dayanarak, Mars'ta bir insan yerleşimini savunur musunuz?
Evet ve bence özellikle neye bakarsak Uzay X yapıyor, zaten kargo alacak gemileri ve ardından insanları Mars'a inşa ediyorlar. Bu yola çoktan girdik ve soru şu olacak: kim gidiyor? Bu uzay ajansları mı olacak? Turist mi olacak? Ve bir yerleşim veya bir şehir nasıl inşa edilecek? Ama yakın vadede kesinlikle mümkün bir şey olduğunu düşünüyorum.
Bu bilgi dünyadaki yaşam için nasıl geçerli olabilir?
Mars'ın size dayattığı kısıtlamaların - atmosfer eksikliği, soğuk - sizi Dünya'da yaptığımızdan daha sürdürülebilir bir şekilde yiyecek üretmeye zorlaması neredeyse bir tesadüf. Dolayısıyla, fabrika çiftçiliğinden uzaklaşmak, büyük ölçekli süt ve hayvansal protein üretiminden uzaklaşmak ve böcekler ve hücresel tarım gibi bu alternatifleri düşünmek, tüm bu uygulamalar şu anda Dünya'da yaptığımızdan daha sürdürülebilir. Mars için bu şeyleri geliştirmek, Dünya'da daha sorumlu bir gıda üretme yoluna geçmemize yardımcı olabilir.