Im Jahr 2017 legte Elon Musk seine umfassenden Pläne für die Zukunft von SpaceX vor, dem Unternehmen, das die Menschheit zum Mars bringen soll. Über Jahrzehnte hinweg würden Zehntausende von Raumschiffflügen eine Million Menschen an die Oberfläche des Roten Planeten befördern, das Minimum, das Musk erwartet, um eine sich selbst tragende Zivilisation zu schaffen.
Die Anzahl der Details bei einer solchen Anstrengung ist umwerfend. Was ist mit der reduzierten Schwerkraft, Strahlenexposition und dem Weltraumwahnsinn? Was ist mit Rückflügen? Ersatzteile? Baustoffe?
Was werden alle essen?
Von allen Technologien, die wir beherrschen müssen, damit jeder auf dem Mars leben kann, geschweige denn eine Million Menschen, könnte Essen tatsächlich eine der größten Herausforderungen sein.
Das liegt daran, dass der Mars fast nichts auf den Tisch bringt, wenn es darum geht, die große Menge an Nahrung anzubauen, die Menschen benötigen. Wir glauben nicht, dass es einheimische Pflanzen und Tiere gibt, und die Erde kann eine Mars-Kolonie nicht für immer mit Pflegepaketen von zu Hause aus versorgen. Das besiegt die ganze Idee der Autarkie.
Marsmenschen müssen ihre Lebensmittel vor Ort produzieren. Und das bedeutet, alles, was ihnen auf dem Roten Planeten zur Verfügung steht, zu nutzen und die neueste Technologie der Lebensmittelproduktion zu nutzen, um alle zu ernähren.
Aber werden sie bis zu einer Million Menschen erreichen?
In einem neuen Artikel im Journal veröffentlicht Neuer Raum namens "Eine Million Menschen auf dem Mars ernähren”, Kevin M. Cannon und Daniel T. Britt geben einen Überblick über die Technologien, die für die Lebensmittelproduktion auf dem Mars verwendet werden müssen, und deren Grenzen.
Offensichtlich können Sie keine Pflanzen direkt auf der Marsoberfläche züchten. Die eiskalte Luft und der niedrige Luftdruck würden eine Pflanze auslöschen, bevor sie überhaupt aus einem Samen sprießen könnte. Der Mars-Regolith enthält kein verwendbares organisches Material, und die oberste Schicht enthält sogar giftige Perchlorate.
Die traditionelle Idee ist, dass Marsgärtner ihre Ernte in riesigen Gewächshäusern anbauen und Pflanzen im Regolith mit zusätzlichem organischem Material beginnen. Du hast den Marsmenschen gesehen, du weißt was ich beschreibe.
Und es sollte relativ einfach sein, den Regolith zu waschen, um die Perchlorate zu entfernen.
Laut Cannon und Britt wird dies am Anfang wahrscheinlich nicht der Fall sein. Marspflanzen berühren den Regolith nicht. Stattdessen werden sie in nährstoffreichen Lösungen unter Verwendung von Vorräten aus der Erde hydroponisch gezüchtet.
Lassen Sie mich Ihnen ein konkretes Beispiel zeigen, wie dies aussehen könnte.
Einer der feindlichsten Orte auf der Erde für das menschliche Leben ist die Antarktis. 2018 ernteten Wissenschaftler der deutschen Neumayer-Station II in der Antarktis eine riesige Ernte von Gemüse, das vollständig hydroponisch angebaut wurde.
Sie wurden im EDEN ISS-Gewächshaus gezüchtet, einer vollständig in sich geschlossenen Wachstumsumgebung mit LED-Wachstumslichtern, hydroponischen Nährstoffen und atmosphärischer Kontrolle.
Innerhalb von 9,5 Monaten konnten sie auf nur 12,5 Quadratmetern 268 Kilogramm Lebensmittel produzieren. Sie konnten Gurken, Salat und Tomaten anbauen, die so gut schmecken wie das, was Sie in Ihrem eigenen Garten anbauen könnten.
Eine Person benötigte durchschnittlich 3-4 Stunden pro Tag, um die Pflanzen zu züchten.
Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass diese Technik auf dem Mars nicht funktioniert, obwohl die Verwaltung der Atmosphäre schwieriger wäre, da Sie nicht einfach ein Fenster öffnen können, wenn es in Ihrem Gewächshaus etwas zu feucht wird.
Besorgt über die niedrige Schwerkraft? Wir wissen bereits, dass es möglich ist, Pflanzen im Weltraum zu züchten. An Bord der Internationalen Raumstation befindet sich ein Experiment namens Veggie Plant Growth System, das im Mai 2016 installiert wurde.
Dieses kleine Gewächshaus enthält drei verschiedene Salatsorten, die in einem hydroponischen Medium mit LED-Wachstumslichtern gezüchtet werden. Astronauten ernten regelmäßig den Salat und machen Salate mit Dressings, die von der Erde geschickt wurden.
Eine vergrößerte Version heißt Advanced Plant Habitat, eine Wachstumskammer von der Größe eines Minikühlschranks. Es wurde entwickelt, um zu testen, wie verschiedene Pflanzen auf die Schwerelosigkeit reagieren. Es ist nahezu autonom und reguliert Temperatur, Nährstoffe und Wasser.
Kürzlich wurde das System verwendet, um Zwergweizen in Schwerelosigkeit anzubauen, und es sah ziemlich normal aus.
Welche Pflanzen sollten Sie anbauen, wenn Sie im Regolithen des Mars mit der Landwirtschaft beginnen können? Edward Guinan, Professor an der Villanova, führte kürzlich ein Experiment mit seiner Astrobiologie-Klasse namens durch Die roten Daumen: Mars Garden Project.
Sie testeten, wie gut verschiedene Pflanzen in simuliertem Mars-Regolith wachsen würden und vor allem, wie schmecken sie? Es stellte sich heraus, dass Gerste, Basilikum, Grünkohl, Hopfen, Zwiebeln, Knoblauch, Salat, Süßkartoffeln und Minze gut abschnitten.
Lassen Sie mich noch einmal wiederholen, damit es klar ist. Hopfen und Gerste, die auf dem Mars angebaut werden, schmecken genauso gut wie auf der Erde. Ich werde ein Marsbier trinken.
Okay, was steht noch auf der Speisekarte für Mars?
Laut dem Artikel, auf den ich bereits verwiesen habe, schlagen Cannon und Britt vor, dass wir unser Protein sowohl aus Pflanzen als auch aus Grillen beziehen. Sie sind voller Eiweiß, aber einfacher zu züchten als eine Rinderherde, und es gibt viele Unternehmen hier auf der Erde, die Ihnen gerne Grillen in fast jeder essbaren Form verkaufen würden, die Sie sich vorstellen können.
Es gibt auch einige unglaubliche Fortschritte bei kultiviertem Fleisch, da Bioreaktoren Rindfleischburger und Hühnchen produzieren, die noch nie an einem Tier waren.
Cannon und Britt bauten ein Modell, um den Nahrungsbedarf einer Bevölkerung auf dem Mars zu simulieren, die im Laufe von 100 Erdjahren auf eine Million Menschen angewachsen ist. Sie gingen davon aus, dass die Kolonisten jeweils zu 150 auf Raketen von der Erde ankommen würden, und berücksichtigten die natürlichen Geburten- und Sterblichkeitsraten. Sie gingen auch davon aus, dass es auf dem Mars gesunde Geburten und einen natürlichen Anstieg der lokalen Bevölkerung geben würde.
Sie errechneten, dass fast 200.000 Versorgungsschiffe benötigt würden, wenn auf dem Mars keine Lebensmittel angebaut würden, um die Einwohner zu ernähren. Wenn sie jedoch ihren lokalen Lebensmittelbetrieb in Gang bringen könnten, würde diese Zahl über die gesamten 100 Jahre auf etwas mehr als 50.000 Versorgungsschiffe sinken.
Sie könnten innerhalb von 40 Jahren zur Selbstversorgung gelangen, wenn mehr Arbeitskräfte für die Landwirtschaft bereitgestellt würden und Frachtschiffe mehr landwirtschaftliche Vorräte transportieren würden. Dies bedeutet weniger Nahrung und mehr Hydrokulturausrüstung und Wachstumslichter, aber im Laufe der Zeit summieren sich die Vorteile wirklich. Sie würden nur 6.500 Lebensmittellieferungen benötigen.
Und wenn sich alle auf die Lebensmittelproduktion konzentrieren würden, könnten sie innerhalb von etwa 20 Jahren mit nur 209 Lebensmittellieferungen eine vollständige Selbstversorgung erreichen.
Mit jeder Person, die 46 Quadratmeter Land benötigt, würde der wachsende Raum 46 Quadratkilometer benötigen. Dies könnte in Tunneln mit einem Durchmesser von etwa 4 Metern erfolgen. 14.500 Kilometer Tunnel.
Unglaublicherweise könnte eine einzige Tunnelbohrmaschine der Boring Company all diese Tunnel bei Bedarf über einen Zeitraum von 53 Jahren herstellen.
Möchten Sie einer der Menschen sein, die zum Mars reisen, aber Ihr Raumschiffflug ist noch nicht gebucht? Gute Nachrichten, Sie können Ihre Ernährung sofort anpassen. Die Forscher haben eine begleitende Website namens "Eat Like a Martian" mit einem kostenlosen Leitfaden, auf dem Sie die Arten von Obstgemüse, Insektenprodukten und Kulturfleisch essen können, die die Grundlage einer Marsdiät bilden.
Obwohl es derzeit Science-Fiction ist, sich eine permanente menschliche Kolonie auf dem Mars vorzustellen, können technologische Verbesserungen dazu führen, dass Science-Fiction schließlich Realität wird.
Und selbst wenn sich herausstellt, dass der Mars kein großartiger Ort zum Leben ist, werden dieselben Technologien für jede sich selbst tragende Kolonie benötigt, sei es auf dem Mond, einem Asteroiden oder in Raumstationen mit künstlicher Schwerkraft auf dem Erdmond Lagrange-Punkte.
Tatsächlich werden diese Technologien uns helfen, die Menschen zu ernähren, die bereits hier auf der Erde leben, und die Umwelt weniger belasten.
Egal was passiert, wir sollten die Technologie der Lebensmittelproduktion in jeder Umgebung beherrschen.
