Wysłanie ludzi na Marsa nie jest samo w sobie łatwym zadaniem, ale znacznie trudniej będzie założyć kolonię na Marsie. Życie poza biosferą Ziemi będzie wymagało albo dostaw żywności z naszej rodzimej planety, albo będziemy musieli uprawiać żywność już na miejscu, a ponieważ pierwsza opcja jest całkowicie niepraktyczna i niezwykle kosztowna na dłuższą metę, będziemy musieli uciekać się do rolnictwa na Czerwonej Planecie.
Jeśli oglądałeś film „Marsjanin”, to przypomnij sobie, jak główny bohater uprawiał ziemniaki w szklarni przy użyciu marsjańskiej ziemi, zamarzniętych odchodów ekipy ekspedycyjnej i wody uzyskanej podczas reakcji chemicznej.
„Rzeczywistość jest znacznie bardziej skomplikowana” - mówi Ralf Fritzsche, główny kierownik projektu ds. Produkcji żywności w Space Center. Kennedy (NASA).
NASA planuje wysłać astronautów na Marsa do 2030 roku, a SpaceX, kierowany przez Elona Muska, proponuje agresywny program kolonizacji Marsa w oparciu o Międzyplanetarny System Transportu (ITS). Ale nawet jeśli SpaceX zdoła wysłać ludzi na Marsa, nie mają jeszcze planu, jak będą uprawiać tam żywność.
Aby utrzymać przynajmniej jedną osobę na Marsie, potrzeba co najmniej 1 miliarda dolarów rocznie - tylko na żywność. Oczywiście potrzebne jest tutaj inne podejście.
„Elon Musk rzucił światu wyzwanie” - powiedział Daniel Batcheldor, profesor fizyki i nauk o kosmosie na Florida Institute of Technology oraz dyrektor Buzz Aldrin Space Institute. „Wiemy, że nie możemy utrzymać kolonii na Marsie wyłącznie z dostaw z Ziemi. Kolonia musi stać się samowystarczalna, aby przetrwać na Czerwonej Planecie."
Fritzsche i kolega z NASA, Trent Smith, połączyli siły z naukowcami z Buzz Aldrin Space Center, aby dowiedzieć się, jak wyhodować cokolwiek na Marsie. Biologicznie odpady astronautów mogą być dobrą pomocą w tej sprawie, ale aby stworzyć analog ziemskiej gleby, będziemy potrzebować znacznie więcej - od produktów odtruwających glebę po sztuczne bakterie.
„W marsjańskim regolicie nie ma materii organicznej” - mówi Brooke Wheeler z Florida Aeronautical College of Technology. „Aby wykorzystać odpady, czy to ekskrementy, czy resztki jedzenia na kompost, potrzebujesz środków rozkładających, organizmów, które mineralizują materię organiczną (bakterie lub grzyby) - tylko w ich obecności rośliny mogą zużywać składniki odżywcze zawarte w odpadach”.
Film promocyjny:
Wheeler i jej kolega Drew Palmer, adiunkt nauk biologicznych w Florida Institute of Technology, używają gleby, która naśladuje marsjańską glebę, mając nadzieję, że wciąż znajdą sposób na uprawę żywności na Marsie. Odpowiednikiem stosowanej gleby marsjańskiej jest piasek wulkaniczny z Hawajów, któremu brakuje niezbędnych składników odżywczych dla roślin.
Symulacja marsjańskiego regolitu to dobry początek, ale Wheeler i Palmer uznają, że symulacja jest niekompletna. Jednym z głównych problemów, z którymi będą musieli się zmierzyć przyszli kolonizatorzy, jest toksyczność marsjańskiej gleby. Marsjański regolit jest wypełniony po brzegi solami nadchloranowymi, toksycznymi dla ludzi, które są wykorzystywane do produkcji na Ziemi i mogą powodować poważne choroby tarczycy. Zanim będziemy mogli zamienić Marsa w ziemię uprawną, potrzebujemy sposobu na pozbycie się nadchloranów z marsjańskiej gleby.
„Jesteśmy bardzo zainteresowani stworzeniem sztucznych mikroorganizmów, które mogą oczyszczać glebę z toksycznych substancji” - mówi Palmer. „Jest to całkiem możliwe tutaj na Ziemi”.
Badacze proponują również wysłanie robotycznej misji na Marsa na kilka miesięcy przed tym, jak pierwszy człowiek postawi stopę na powierzchni planety. Roboty będą w stanie przygotować marsjański regolit do użycia, uwolnić go od toksycznych substancji i rozpocząć sadzenie roślin. Chodzi o to, aby astronauci po przybyciu na Marsa mieli działającą farmę, która nie tylko zapewni im pożywienie, ale także pomoże w utrzymaniu systemów podtrzymywania życia, zapewniając dodatkowy tlen i regulując toksyczność powietrza.
Oprócz zadania praktycznego, farma na Marsie będzie pełnić również funkcję utrzymania zdrowia psychicznego członków wyprawy. Trent Smith, kierując Projektem Veggie na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, która wykorzystuje hydroponikę do dostarczania roślinom składników odżywczych w warunkach mikrograwitacji, widział, jak astronauci z ISS lubili uprawiać rośliny w miejscu pozbawionym życia.
„Ponieważ znajdują się na stacji kosmicznej, w, można by rzec, we wrogich warunkach, z tymi wszystkimi kablami i drutami, z tylko jednym metalem i plastikiem dookoła… kiedy mają te małe rosnące liście i korzenie, na których im zależy - dla nich to jak kawałek domu, mały kawałek natury”- zauważa Smith. „Tam, na Marsie, będzie to dużo znaczyć”.
„Gdybyśmy planowali wyprawę miesiącami, wystarczyłaby sama hydroponika - jest niezwykle skuteczna” - mówi Smith. „Ale ponieważ chcemy, aby ekspedycja pozostała tam przez długi czas, warto przestawić się na rolnictwo. Możesz użyć dowolnej metody”.
Tak czy inaczej, będziemy musieli użyć całej naszej pomysłowości jako gatunku, aby ponownie nauczyć się rolnictwa, tylko tym razem - w nieprzyjaznych warunkach na innej planecie.
„To tak, jakbyśmy cofali się do wczesnego społeczeństwa rolniczego, kiedy uczyliśmy się uprawiać ziemię” - mówi Batcheldor. „Jednak zamiast wykorzystywać żyzną glebę naszej planety, musimy dosłownie stworzyć nową glebę na Marsie”.