Що будуть їсти люди на Марсі після колонізації Червоної планети?

Підготовка вже ведеться для місій, які приземлять людей на Марсі за десять років. Але що б люди їли, якщо ці місії зрештою призведуть до постійної колонізації червоної планети?

Одного разу (якщо) люди роблять це до Mars, головним викликом для будь-якої колонії буде генерувати стабільне постачання продовольства. Величезні витрати на запуск і поповнення ресурсів з Землі зроблять це недоцільним.

Люди на Марсі повинні будуть відійти від повної залежності від відвантаженого вантажу і досягти високого рівня самодостатнього та сталого сільського господарства.

Читати далі: Виявлено: величезне рідке водне озеро під південним полюсом Марса

Нещодавнє відкриття рідкої води на Марсі - яка додає нову інформацію до питання, чи ми знайдемо життя на планеті - дійсно підвищує можливість використання таких поставок, щоб допомогти вирощувати їжу.

Але вода є лише однією з багатьох речей, які нам знадобляться, якщо ми будемо вирощувати достатньо їжі на Марсі.

Яка їжа?

Попередні роботи запропонували використовувати мікроби як джерело їжі на Марсі. Іншим варіантом є використання гідропонних теплиць та контрольованих систем навколишнього середовища, подібних до тих, що випробовуються на міжнародній космічній станції для вирощування сільськогосподарських культур.

Цього місяця, в журналі Гени Ми пропонуємо нову перспективу, засновану на використанні передової синтетичної біології для поліпшення потенціалу життя рослин на Марсі.

Синтетична біологія - це швидко зростаюча галузь. Вона поєднує в собі принципи від інженерії, ДНК-науки та інформатики (серед багатьох інших дисциплін) для надання нових і поліпшених функцій живим організмам.

Ми можемо не тільки прочитати ДНК, але й спроектувати біологічні системи, протестувати їх і навіть розробити цілі организми. Дріжджі є лише одним з прикладів мікроба промислового робочого коня, весь геном якого зараз перебудовується міжнародним консорціумом.

Технологія просунулася настільки, що точна генна інженерія та автоматизація тепер можуть бути об'єднані в автоматизовані роботизовані засоби, відомі як біозаводи.

Ці біофабрики можуть паралельно перевірити мільйони конструкцій ДНК, щоб знайти організми з тими якостями, які ми шукаємо.

Марс: Земля подібна, але не Земля

Хоча Марс є найбільш земноподібним з наших сусідніх планет, Марс і Земля відрізняються по-різному.

Читати далі: Дорогий щоденник: сонце ніколи не ставилося на симуляцію Арктичного Марса

Гравітація на Марсі становить приблизно третину від цього на Землі. Марс отримує близько половини сонячного світла, яке ми отримуємо на Землі, але набагато більш високі рівні шкідливих ультрафіолетових (УФ) і космічних променів. Температура поверхні Марса становить близько -60 градусів Цельсія, і вона має тонку атмосферу в основному з вуглекислого газу.

На відміну від грунту Землі, який є вологим і багатим поживними речовинами і мікроорганізмами, які підтримують ріст рослин, Марс покритий реголітом. Це посушливий матеріал, який містить перхлоратні хімікати, які є токсичними для людини.

Крім того - незважаючи на останнє підземне озеро, вода на Марсі в основному існує у вигляді льоду, а низький атмосферний тиск планети робить кип'ятіння рідкої води на рівні близько 5 градусів Цельсія.

Рослини на Землі розвивалися протягом сотень мільйонів років і адаптувалися до земних умов, але вони не будуть добре рости на Марсі.

Це означає, що для досягнення ефективного ведення сільського господарства, штучно створюючи оптимальні умови для росту рослин, необхідно виділити значні ресурси, які були б рідкісними і безцінними для людини на Марсі, як і рідка вода і енергія.

Адаптація рослин до Марса

Більш раціональною альтернативою є використання синтетичної біології для розробки сільськогосподарських культур спеціально для Марса. Цей грізний виклик можна вирішити і швидко відслідковувати, будуючи заснований на заводі біологічний завод Марса.

Така автоматизована установка була б здатна прискорити розробку біологічних конструкцій і перевірити їх роботу в модельованих марсіанських умовах.

Завдяки адекватному фінансуванню та активному міжнародному співробітництву таке вдосконалене обладнання може поліпшити багато з ознак, необхідних для того, щоб культури процвітали на Марсі протягом десяти років.

Це включає в себе поліпшення фотосинтезу та фотозахисту (для захисту рослин від сонячного світла та ультрафіолетових променів), а також посухи та холодостійкості рослин, а також розробки високопродуктивних функціональних культур. Ми також повинні модифікувати мікроби для детоксикації та поліпшення якості марсіанських ґрунтів.

Це всі виклики, які знаходяться в межах можливостей сучасної синтетичної біології.

Переваги для Землі

Розвиток нового покоління культур, необхідних для підтримки людей на Марсі, також матиме великі переваги для людей на Землі.

Читати далі: Перш ніж ми колонізуватимемо Марс, давайте розглянемо наші проблеми на Землі

Зростаюче населення світу збільшує попит на продукти харчування. Щоб задовольнити цей попит, ми повинні підвищити продуктивність сільського господарства, але ми повинні зробити це без негативного впливу на навколишнє середовище.

Найкращим способом досягнення цих цілей було б поліпшення культур, які вже широко використовуються. Створення таких об'єктів, як запропонована біогаза Марса, принесе величезну користь для часу проведення досліджень рослин, що має вплив на продовольчу безпеку та захист навколишнього середовища.

Отже, в кінцевому рахунку, головним бенефіціаром зусиль з розробки сільськогосподарських культур на Марс буде Земля.

Ця стаття спочатку була опублікована на The Conversation by Briardo Llorente. Читайте оригінальну статтю тут.