Что необходимо, чтобы прокормить миллион человек на Марсе? Новое исследование предполагает, что нам понадобится мясо из лабораторий, зерновые культуры из подземелий и фермы по выращиванию насекомых.

Если речь заходит о пилотируемой экспедиции на Марс, то большинство людей сходится во мнении, что это должен быть полёт туда и обратно – с кратковременной остановкой на Красной планете. Но у частных космических компаний на этот счёт иное мнение. Они собираются колонизировать космическое пространство. А самая известная из них – SpaceX – считает своей задачей в долгосрочной перспективе обеспечить существование на Марсе целого города!

Наиболее выгодный вариант освоения планеты – использование её собственных ресурсов, что позволит избавиться от необходимости полагаться на поставки с Земли. По мнению исследователей, в список пяти основных ресурсов, которые понадобятся марсианским колонистам, входят: энергия, вода, кислород, строительные материалы и продукты питания. По большей части с первыми четырьмя категориями ресурсов у Марса всё в порядке. Чего не скажешь о пятой – еде.

Солнечная энергия в совокупности с использованием энергии ядер атомов поможет нам решить вопрос обеспечения всех необходимых устройств питанием. Лёд и гидратированные минералы на Марсе решают проблему с водой. Кислород можно добывать как из марсианской атмосферы, так и из марсианского льда. А марсианский грунт легко превращается в строительные материалы.

Но на Марсе нет никакой естественной пищи. Как и нет простого способа создать её из того сырья, что имеется на планете. 

Учёный-планетолог из Университета Центральной Флориды Кевин Кэннон, который является одним из авторов исследования, отмечает:

Пища, вероятно, будет самым сложным среди производимых на Марсе ресурсов. Нельзя просто взять и импортировать огромное количество еды с Земли. Потому что в таком случае ваше поселение не будет являться самодостаточным.

Учитывая серьёзность данной проблемы, учёные решили выяснить, что потребуется для того, чтобы прокормить миллион человек на Марсе.

Мы сотрудничали со многими исследователями, которые хотели проводить эксперименты по выращиванию растений на созданных нами марсианских грунтах. И тут мы подумали: а какие вообще исследования проводились в этой области? Кто-нибудь уже пытался изучать способы выращивания пищи на Луне или Марсе? Мы немного проникли в эту тему, и оказалось, что основное внимание уделяется разведению низкокалорийных сортов пищи – в основном, растений. А источники белка в таких исследованиях совсем не рассматриваются. В таком случае, что понадобится городу с населением в 1 000 000 человек на Марсе, чтобы полностью обеспечить себя едой?

Исследователи отметили, что выращивание сельскохозяйственных животных для производства молочных продуктов и мяса не будет практичным решением. Из-за сложности доставки этих самых животных на Марс, разумеется. В то же время было отмечено, что люди не очень-то хотят переходить на вегетарианство, а 84% из тех, кто всё же решился, вернулись к употреблению мяса. Так каково же решение? Правильно: сделанное в лабораториях мясо и фермы с насекомыми.

Учёные утверждают, что фермы по выращиванию насекомых – это очень хороший вариант для Марса. Они не требуют большого количества воды и корма. И они обеспечивают приличное количество калорий на единицу площади выращивания. Один из многообещающих вариантов – выращивание сверчков. Они даже годятся для своего рода муки, богатой белком, которую можно использовать в различных кулинарных блюдах.

Выращивание насекомых – это отличный путь. Если люди смогут преодолеть фактор отвращения.

А для тех, кто не сможет, есть иной вариант – выращивание клеточных культур. Что значит, что люди смогут придерживаться более привычной диеты, выращивая необходимые им продукты с помощью биотехнологий и тканевой инженерии. Теперь у нас имеется такая возможность. Люди могут приобрести всё: от водорослей и рыбы, до мяса, яиц и молока. Те гигантские суммы денег, что инвестируются в эту отрасль, уже дают результат. Стоимость гамбургера с мясом “из пробирки” снизилась с 325 000 долларов до одиннадцати всего за какие-то пару лет.

Когда речь заходит о посевах зерновых культур, то в сознании большинства людей возникают картины оранжерей посреди холодной марсианской пустыни. Но исследователи полагают, что оранжереи могут оказаться неэффективным решением. Благодаря тому, что Марс находится дальше от Солнца, нежели Земля, количество света, которое получат растения Красной планеты в районе экватора практически такое же, что они получали бы где-нибудь на Аляске. 

По их мнению, лучшим решением будет являться строительство туннелей, в которых растения будут выращивать под искусственным освещением. Возможно, что растения будут выращиваться методом гидропоники или аэропоники, хоть это и потребует доставки на Марс различных трубок, насосов и резервуаров. С неорганическим марсианским грунтом также всё непросто – он потребует большого количества исследований и обработки, иначе превратить его в плодородную почву, которая сможет поддерживать рост растений, не получится. 

Некоторые предыдущие исследования показали, что для марсианских колонистов особенно полезным могут оказаться культуры вроде пшеницы, кукурузы, сои, арахиса или сладкого картофеля.

Почти все исследования на сегодняшний день были сосредоточены только на выращивании растений для питания космонавтов. Но растения на самом деле занимают довольно много пространства. А это означает, что будет необходимо строительство больших фабрик по их производству, которые должны поддерживать определённое давление, температуру и освещение. Если вы хотите накормить много людей на другой планете, вам нужно оставить в сторонке идею с водянистыми овощами и по-настоящему задуматься над тем, насколько огромное количество энергии, воды и сырья необходимо для производства достаточного количества калорий.

Чтобы увидеть что потребуется для обеспечения пищей одного миллиона человек на Марсе, учёные смоделировали рост популяции людей с уровнем рождаемости в десять человек на тысячу за один земной год (такой уровень рождаемости примерно характерен для развитых стран на Земле), которая росла в том числе и за счёт иммиграции с Земли. Они сделали предположение, что для того, чтобы получить на Марсе население в один миллион человек за сто лет, будет необходимо совершить 6900 рейсов при условии, что на самой планете родится 340 000 человек.

Они рассчитали количество калорий, которое понадобится каждому человеку, а также смоделировали землепользование с учётом диеты, включающей пшеницу, кукурузу, сладкий картофель, сверчков и выращенную в лаборатории курицу. И вот к какому выводу они пришли: чтобы марсианская колония с населением в один миллион человек смогла обеспечивать себя продуктами самостоятельно за 100 лет, ей потребуется создать примерно 14500 километров тоннелей шириной порядка 3,6 метра. Ну… зато их можно укладывать друг над другом.

Но в промежуточный период (период между “количество людей на Марсе равно нулю” и “теперь на Марсе миллион человек”) колонистам понадобится огромное количество ввозимого с Земли продовольствия – 54000 рейсов грузоперевозок.

Исследователи полагают, что человечество должно сосредоточить свои усилия на исследованиях, которые помогут повысить урожайность и увеличить питательную ценность продуктов, вроде сверчков или лабораторного мяса. Также не стоит забывать о разработке новых, более эффективных источников светодиодного освещения, а также автоматизированных систем для возведения защищённых зон для выращивания пищи. 

Очевидно, что подобные идеи сталкиваются с критикой – зачем нам сейчас заботиться о миссиях на Красную планету, которые свершатся лишь через десятилетия? Любому человеку, который думает подобным образом, следует взглянуть на то, что делают в SpaceX – они уже строят прототипы кораблей и ракет, которые отправят первых людей на Марс.

Кевин Кэннон отмечает, что подобные работы в области производства пищи на других телах Солнечной системы могут оказать сильное влияние на то, как мы производим пищу на нашей собственной планете:

Наложенное Марсом ограничение – холодная атмосфера из углекислого газа с низким давлением – вынудит вас производить пищу иными способами, нежели вы привыкли. Эти способы являются более экологически устойчивыми и более этичными по сравнению с тем, что мы используем для добычи пропитания на Земле. Таким образом, переход на “марсианскую диету” может помочь и нашей планете.

Материал от портала space.com 

Кевин Кэннон и Даниэль Мартин создали сайт, который даёт некоторую информацию о вышеупомянутой “марсианской диете” http://eatlikeamartian.org/

Оригинальное исследование

Интересные материалы о Марсе:

• Как метеориты помогают в изучении загадок истории Марса?
• Как мы могли бы сделать Марс обитаемым?
• Марс вновь подбрасывает загадки