Как выращивать еду на марсе

Можно ли выращивать растения в лунном и марсианском грунте?

Человечество уже достаточно давно грезит колонизацией других планет. Но давайте представим, что гипотетическая миссия на Марс состоялась. Первые поселенцы успешно высадились на поверхность Красной Планеты и построили базу. А вот что им делать, когда закончатся запасы, привезенные с Земли? Самый простой выход — начать возделывать сельскохозяйственные культуры. Но пригоден ли грунт других космических тел для этого? Подобный вопросом задались и ученые из Нидерландов.

rana

Выращивать растения на Марсе — реально

Как вырастить растения на Марсе?

По сообщению редакции журнала Sciencedaily, исследователи из Вагенингенского университета в Нидерландах проверили, можно ли заниматься сельским хозяйством за пределами Земли. Для этого они протестировали разработанные в NASA аналоги лунного и марсианского грунтов. Исследование возглавлял доктор Вигер Вамелинк. Он и его коллеги засеяли образцы грунта десятью разными сельхоз культурами: кресс-салатом, рукколой, томатами, редисом, рожью, шпинатом, киноа, горохом, шнитт-луком и луком-пореем. Помимо этого, все эти же растения посадили и в обычную земную почву, которая выступала в качестве контроля.

В итоге девять из десяти посеянных культур взошли и их можно было собрать. Более того, анализ показал, что растения являются вполне съедобными и мало чем отличаются от «земных». Подкачал лишь шпинат, который ни в какую не хотел расти в «инопланетном» грунте. При этом общее количество выросшей биомассы растений было примерно одинаковым в земном и марсианском грунте. Луна в этом плане показала чуть худшие результаты. А что вы думаете по этому поводу? Расскажите об этом в нашем чате в Телеграм.

Мы были в восторге, когда увидели, что первые помидоры, выращенные на марсианской почве, стали красными. Это означало, что был сделан уверенный шаг к разработке технологии по созданию устойчивой закрытой сельскохозяйственной экосистемы. — сказал доктор Вигер Вамелинк.

Но и это еще не все. Некоторые растения даже дали семена. В частности, редис, рожь и кресс-салат. Эти семена были протестированы на всхожесть, и они оказались пригодными для дальнейшего засеивания и разведения культур. Ученые полагают, что их исследование — это важный шаг к созданию устойчивых автономных колоний за пределами Земли, которые будут обеспечивать себя пищей самостоятельно. Конечно, изыскание ученых не учитывает факт наличия космической радиации и отсутствия атмосферы. Но ведь никто не запрещает, грубо говоря, прилететь на Марс с семенами и построить теплицы с поддержанием подходящих условий внутренней среды. А грунт можно будет взять прямо на месте.

radaad

Примерно так выглядит грунт Марса. Именно за счет его цвета планета и называется «красной»

Однако же на этом интересные моменты не заканчиваются. Тот факт, что земной и марсианский грунты «выступили» практически одинаково говорит не только о пригодности поверхности планеты к ведению сельского хозяйства, но и о том, что вполне вероятно какое-то время назад на Марсе вполне успешно могла существовать растительная жизнь.

Источник

Что нужно для прокормления миллиона человек на Марсе: особенности АПК Красной планеты

article86365

Сколько часов в день придется работать марсианским огородникам и какие культуры посадят в первую очередь?

В 2017 году Илон Маск изложил свои грандиозные планы относительно будущего компании SpaceX, которая доставит человечество на Марс. За десятилетия во время десятков тысяч полетов миллионы людей доставят космические корабли на поверхность Красной планеты. Это минимум, как говорит Маск, чтобы создать самоподдерживающуюся цивилизацию.

Возникает множество вопросов, среди которых один из главных – а что все эти люди будут есть?

Из всех технологий, которые человечеству необходимо освоить для колонизации Марса, еда может стать одной из самых больших проблем.

Марс практически ничего не предоставляет для производства продуктов питания. Там нет местных растений или животных, а Земля не может постоянно кормить Марс. Это обнуляет саму идею самодостаточности.

Итак, марсиане должны будут производить свою еду на местном уровне. А это означает, что без новейших технологий не обойтись.

Очевидно, что нельзя выращивать земные растения прямо на поверхности Марса: мороз и низкое атмосферное давление убьют растения еще до того, как они прорастут из семян.

В марсианском реголите нет никакого органического материала, а верхний слой содержит токсичные перхлораты.

Традиционная идея заключается в том, что марсианские садоводы будут выращивать свои культуры в гигантских теплицах, добавляя в реголит органический компонент. Правда, сначала из реголита предстоит удалить перхлораты.

Но самым первым этапом станет гидропоника. Растения разместят в гидропонических теплицах, где они будут получать богатые питательными веществами растворы с использованием ингредиентов, привезенных с Земли.

marsianskii sadovod

Вот конкретные примеры того, как это может выглядеть.

Одним из наиболее враждебных мест на Земле для человеческой жизни является Антарктида, но в 2018 году ученые на немецкой станции Neumayer II в Антарктиде собрали впечатляющий урожай овощей, выращенных полностью гидропонически в теплице EDEN ISS. Эта теплица является полностью автономной растущей средой со светодиодными растениями, гидропонными питательными веществами и контролем атмосферы.

teplica v antarktide

В течение 9,5 месяцев удалось 268 килограммов пищи, используя всего 12,5 квадратных метра пространства. Ученые вырастили огурцы, салат и помидоры, которые на вкус так же хороши, как с собственного земного огорода.

В среднем, одному человеку пришлось затратить в день 3-4 часа для выращивания урожая.

Нет оснований полагать, что эта технология не сработает техника на Марсе, хотя управление атмосферой будет более сложным, поскольку вы не можете просто открыть окно, когда в теплице становится слишком влажно.

Беспокоитесь о низкой гравитации? Мы уже знаем, что можно выращивать растения в космосе. На Международной космической станции под названием Veggie Plant Growth System подобный эксперимент идет успешно.

В небольшой оранжерее астронавты собирают урожая трех видов салатов и употребляют их в пищу с приправами, взятыми с Земли.

Земной прототип оранжереи называется Advanced Plant Habitat и представляет собой камеру размером с мини-холодильник.

teplica na marse

Аппарат предназначен для проверки того, как разные растения реагируют на микрогравитацию, и он почти полностью автономный с функциями регулирования температуры, полива и подкормки питательными веществами.

Недавно система тестировалась для выращивания карликовой пшеницы в условиях микрогравитации, и растения благополучно вегетировали.

karlikovaja pshenica

Также ученые проверили, насколько хорошо будут расти различные растения в смоделированном марсианском реголите, и, самое главное, как они на вкус? Оказывается, ячмень, базилик, капуста, хмель, лук, чеснок, салат, сладкий картофель и мята преуспели. Вкус оказался аналогичен земным культурам.

В своей статье ученые-футурологи Кэннон и Бритт предполагают, что марсиане будут получать белок из растений, а также из сверчков. Насекомые богаты белком, их просто выращивать, а на Земле уже сейчас есть множество компаний, которые рады продавать сверчков практически в любой съедобной форме.

В плюс марсианам играют невероятные достижения в выращивании мяса: лаборатории производят говяжьи гамбургеры и куриное мясо без наличия скота и птицы.

Кэннон и Бритт построили модель для имитации потребностей в пище населения на Марсе, которое гипотетически выросло до миллиона человек в течение 100 земных лет.

Они предположили, что колонисты прибудут с Земли по 150 человек за один раз, учли естественные показатели рождаемости и смертности, натуральные роды и обычный прирост местного населения.

Итак, потребовалось бы почти 200 000 космических судов с продовольствием, если бы на Марсе не выращивалась пища. Но если бы марсиане взялись развивать местное АПК, это число сократилось бы до чуть более 50 000 судов снабжения за 100 лет.

Марсиане смогли бы достичь самообеспеченности в течение примерно 20 лет, если бы все сосредоточились на ведении сельского хозяйства.

Источник

Учёные выяснили, как выращивать растения на Марсе

Полёт на Марс уже почти гарантирован в течении следующего десятилетия или около того. Так как все: от NASA до враждующих между собой в сфере высоких технологий миллиардеров, устремили свой взор на “Красную Планету”. И время долгосрочного пребывания людей там, возможно, ненадолго будет отставать от времени их первого появления на Марсе.

Но прежде, чем мы всё это сделаем, нам нужно преодолеть множество препятствий, некоторые из которых носят чисто технический характер. Однако, с одной из этих проблем люди сталкиваются практически с тех пор, как наши предки спустились с деревьев – это выращивание сельскохозяйственных культур на новых территориях. И хотя мы никогда не путешествовали столь далеко от дома, есть определённый оптимизм в отношении наших навыков выращивания растений за пределами Земли.

Марс не так сильно отличается от Земли – с космической точки зрения они почти близнецы. Обе планеты имеют скальные поверхности и схожи по размерам, составу и силе притяжения. Наши миры настолько схожи, насколько мы можем достичь этого в пределах Солнечной системы. Возможно, Титан будет ещё более похож на Землю, но он значительно дальше от нас, что создаёт определённые трудности. На Марсе даже имеются запасы воды.

MarsColony2 Поселение на Марсе. Авторы и пава: NASA.

Но Марс холоден – планета в среднем намного холоднее, чем даже самые полярные области Земли. И ему недостаёт атмосферы. Поэтому людям потребуется укрытие и воздух, так что мы должны также обеспечить этим и наших лиственных друзей. Что им нужно, чего нет у нас?

Ответ в почве

Почва, которой, разумеется, на Марсе нет. Почва – это больше, чем просто мелко измельчённые камни. Почва содержит множество необходимых для растений минералов. Правильная почва также содержит органические вещества – отмершие ткани и живые микробы. Без всего этого вы имеете только набор камней. И это то, что сейчас есть на Марсе – мы называем это “реголитом”.

Но люди учились земледелию во враждебной среде с тех пор, как мы сами стали выращивать себе еду. Мы можем сделать негостеприимную почву гостеприимной для сельскохозяйственных культур. Мы добавляем в почву отходы от растений или свои собственные. Мы делаем домашние сады плодоносными, добавляя прошлогодние листья. Мы используем комплексные химические удобрения, созданные в лабораториях. Ваш коллега может сбрасывать кофейную гужу и яблочные огрызки в горшок в офисе. Мы знаем, как сделать так, чтобы растениям понравилась почва, в которую мы их сажаем.

MarsOne Возможный вид будущей марсианской колонии. Авторы и права: Bryan Versteeg / MarsOne.

Конечно и базовые минералы имеют в этом своё значение. На Марсе кроме этого есть некоторые довольно неприятные химикаты в реголите (такие как перхлораты), которые земные фермеры стараются держать вдали от своей почвы. Хорошей новостью тут является то, что избавиться от них можно просто промыв почву в воде. Итак, если вы промоете марсианскую почву и добавите компост – что вы сможете вырастить? Существует несколько команд учёных, которые работают именно над этим вопросом.

Эксперименты

В технологическом институте Флориды группа учёных и студентов попробовали свои навыки марсианского фермерства: они сажали сельскохозяйственные культуры в земную почву (в качестве контрольной группы) и в аналог марсианского реголита с добавкой удобрений. Они начали с салата и вскоре добавили к нему помидоры, горох и перец.

TerraMarsТерраформированный Марс в представлении художника. Авторы и права: Daein Ballard.

Но в этом эксперименте появилась загвоздка: ураган Мэтью прервал эксперимент команды из Флориды, в связи с чем студенты забыли полить свои посевы. Но Марс также имеет свои отвлекающие факторы, так что это стало новым испытанием растений – уже на живучесть. И большинство из посевов оказались в порядке, несмотря ни на что. Салат в экспериментах смог расти даже в необработанном реголите. Другим растениям потребовались удобрения, но в остальном они превосходно справлялись с ростом в подобных условиях.

Консистенция почвы

Дело заключается не только в питательных веществах. Группа из Виллановы обнаружила, что консистенция реголита, подобная глине, оказалась слишком плотной для многих растений (включая картофель – извини Марк Уотни) чтобы прорасти сквозь него. Но добавив в реголит материал из кофейной гущи и измельчённого картона, исследователи смогли взбить эту почву и облегчить задачу растениям по прорастанию сквозь неё.

Конечно удобрения и измельчённый картон не встречаются в естественных условиях на Марсе. И если вы будете просто импортировать их с Земли, то с таким же успехом можно будет просто привозить и еду. Поэтому учёные работают над тем, чтобы использовать в качестве разрыхлителей почвы червей и мелкие колонии бактерий, а отходы от марсианских колонистов могут оказаться полезны для получения высококачественных удобрений.

Существует ещё множество проблем, которые придётся преодолеть – низкая гравитация Марса является тут только одним ярким примером. Но эти исследования уже определённо дают надежду на то, что марсианские поселенцы смогут очищать горох и картофель, а возможно и варить пиво из культур, выращенных на их собственных марсианских фермах.

Источник

Что нужно, чтобы накормить миллион человек на Марсе?

В 2017 году Илон Маск изложил свои грандиозные планы относительно будущего SpaceX, компании, которая позволит человечеству колонизировать Марс. За десятилетия тысячи и тысячи полётов корабля Starship доставят миллион людей на поверхность Красной Планеты – минимум, который необходим, чтобы создать самоподдерживающуюся цивилизацию.

Количество деталей в такой миссии ошеломляет. Как насчёт низкой гравитации, радиационного облучения и космического безумия? А как насчёт обратных рейсов? Запасных частей? Строительных материалов?

Что все собираются есть?

Из всех технологий, которые нам необходимо освоить, чтобы хоть кто-то смог жить на Марсе, не говоря уже о миллионе людей, производство еды может стать одной из самых больших проблем.

Всё из-за того, что Марс практически ничего не может нам дать, когда речь идёт о выращивании огромного количества пищи, которое требуется людям. Земля не сможет постоянно обеспечивать колонию Марса пищей. Это ставит в тупик саму идею самодостаточности.

Марсиане должны будут производить свою еду на месте. А это значит использовать всё, что есть в их распоряжении, на Красной Планете, а также новейшие технологии производства продуктов питания, чтобы всех накормить.

Но получится ли прокормить миллион человек?

В новой статье, опубликованной в журнале New Space под названием “Как прокормить один миллион человек на Марсе?”, Кевина М. Кэннона и Дэниэла Т. Бритта, сделан обзор технологий, которые необходимо будет использовать для производства марсианской пищи, и какие ограничения они будут иметь.

MarsGidro1 Мы всегда считали, что астронавты, работающие на Марсе, смогут прокормить себя, выращивая земные культуры в специально созданных оранжереях. Но это потребует много энергии, пространства и материалов. Авторы и права: SAIC.

Очевидно, что вы не можете выращивать растения прямо на поверхности Марса. Мороз и низкое атмосферное давление уничтожат растения ещё до того, как они прорастут из семени. В марсианском реголите нет полезного органического материала, а верхний слой даже содержит токсичные перхлораты.

Традиционная идея заключается в том, что марсианские садоводы будут выращивать свои культуры в гигантских теплицах, выращивая растения в реголите с добавлением органического материала. Если вы видели фильм “Марсианин”, то вы знаете, о чём я говорю.

MarsGidro2 Прототип теплицы предназначенной для обеспечения астронавтов едой. Авторы и права: University of Arizona.

И это должно быть относительно просто. Надо всего лишь очистить реголит от вредных перхлоратов.

Но, по словам Кэннона и Бритта, в самом начале этого, вероятно, не будет. Марсианские растения не коснутся реголита. Вместо этого, они будут выращиваться гидропонно, в богатых питательными веществами растворах, с использованием материалов, привезённых с Земли.

Позвольте мне показать вам конкретный пример того, как это может выглядеть.

Одним из наиболее враждебных мест на Земле для человеческой жизни является Антарктида. Но в 2018 году учёные на немецкой станции Neumayer II, находящейся как раз в Антарктиде, собрали огромный урожай овощей, которые были выращены полностью гидропонически.

MarsGidro3 Строительство гидропонной станции в Антарктиде. Авторы и права: DLR.

Они были выращены в теплице EDEN ISS, которая является полностью автономной средой, где используется светодиодное освещение и гидропонные питательные вещества, а также производится постоянный контроль атмосферы.

В течение 9,5 месяцев исследователи смогли произвести 268 килограммов пищи, используя всего 12,5 квадратных метра пространства. Они смогли вырастить огурцы, салат и помидоры, которые на вкус такие же, как и те, которые вы можете вырастить в своём саду.

Одному человеку необходимо было работать в среднем 3-4 часа в день, чтобы получить такой урожай.

MarsGidro4 Выращивание овощей внутри EDEN ISS. Авторы и права: DLR.

Нет оснований полагать, что этот метод не будет работать на Марсе. Хотя управление атмосферой будет более сложным, поскольку вы не можете просто открыть окно, когда в вашей теплице становится слишком влажно.

Беспокоитесь о низкой гравитации? Мы уже знаем, что можно выращивать растения в космосе. На Международной космической станции в мае 2016 года проводился эксперимент, с использованием системы под названием Veggie Plant Growth System.

MarsGidro5 Астронавты НАСА Кьелл Линдгрен (в центре), Скотт Келли (справа) и Кимия Юи (слева) впервые в мире потребляют пищу, выращенную в космосе. Авторы и права: NASA TV.

Эта небольшая оранжерея содержит три различных типа салата, выращенных в гидропонной среде, освещаемой светодиодными лампами. Астронавты регулярно собирают урожай и делают салаты, используя приправы, отправленные с Земли.

Увеличенная версия системы называется Advanced Plant Habitat, и она представляет собой камеру для выращивания, размером с мини-холодильник. Он предназначен для проверки того, как разные растения реагируют на микрогравитацию, и является почти полностью автономным, регулируя температуру, питательные вещества и воду.

Недавно система использовалась для выращивания карликовой пшеницы в условиях микрогравитации, и это выглядело довольно нормально.

MarsGidro6 Карликовая пшеница, произрастающая в Advanced Plant Habitat. Авторы и права: NASA.

Какие растения вы должны будете выращивать, когда сможете начать заниматься земледелием, используя марсианский реголит? Эдвард Гинан, профессор Вилланова, недавно провёл эксперимент со своим курсом астробиологии для студентов под названием “Красные пальцы: проект Сады Марса”.

Он проверил, насколько хорошо будут расти различные растения в смоделированном марсианском реголите, и, самое главное, как они на вкус? Оказывается, ячмень, базилик, капуста, хмель, лук, чеснок, салат, сладкий картофель и мята оказались очень даже съедобны.

Позвольте мне повторить, чтобы было ясно; хмель и ячмень, выращенные на Марсе, имеют такой же вкус, как и на Земле. У меня будет марсианское пиво!

Хорошо, что ещё будет в марсианском меню?

Согласно статье, на которую я ссылался ранее, Кэннон и Бритт предполагают, что мы получим необходимый нам белок из растений, а также из сверчков. Они наполнены белком и их легче выращивать, чем стадо крупного рогатого скота. И на Земле есть множество компаний, которые были бы рады продать вам сверчков практически в любой съедобной форме, которую вы можете себе представить.

Есть также некоторые невероятные достижения в выращивании мяса: биореакторы позволяют производить говяжьи и куриные котлеты, в которых никогда не было настоящего мяса.

Кэннон и Бритт создали модель для имитации потребностей в пище для населения на Марсе, которое выросло до миллиона человек в течение 100 земных лет. Они предполагали, что колонисты будут прибывать по 150 человек за один полёт, и учитывали естественные показатели рождаемости и смертности. Они также предполагали, что женщины на Марсе смогут рожать и будет иметь место естественный прирост местного населения.

Они подсчитали, что потребовалось бы почти 200 000 кораблей снабжения, если бы на Марсе не выращивалась пища. Но если бы они смогли начать свою местную пищевую деятельность, то это число сократилось бы до чуть более 50 000 судов снабжения за все 100 лет.

MarsGidro7 Посадка космического корабля SpaceX на Марс. Авторы и права: SpaceX.

Они могли бы достичь самообеспеченности в течение всего 40 лет, если бы больше времени отводилось бы для ведения сельского хозяйства, а грузовые суда перевозили бы больше сельскохозяйственной продукции. Это означает меньше еды, больше оборудования для гидропоники и освещения, но со временем это окупилось бы. Им нужно всего лишь 6500 доставок еды.

И если бы все сосредоточили все свои усилия на производстве продуктов питания, они могли бы достичь полной самообеспеченности в течение примерно 20 лет, имея всего 209 поставок продовольствия.

Так как каждому человеку требуется 46 квадратных метров земли, площадь сельхозугодий в конечном итоге увеличилась бы до 46 квадратных километров. Это можно сделать в туннелях шириной около 4 метров и длиной 14500 километров.

MarsGidro8 Машина для бурения туннелей на Марсе. Авторы и права: Boring Company.

Невероятно, но одна машина для бурения могла бы сделать все эти туннели за 53 года.

Хотите стать одним из тех, кто отправится на Марс, но ваш рейс на звездолёте ещё не забронирован? Хорошие новости, вы можете начать готовиться уже сейчас. По крайней мере, изменить свою диету. У исследователей есть сопутствующий веб-сайт под названием “Ешь, как марсианин”, с бесплатным руководством, которое позволит вам есть фрукты, овощи, насекомых и культивируемое мясо, которые станут основой марсианской диеты.

Хотя в настоящее время в научной фантастике часто встречается идея существования постоянной человеческой колонии на Марсе, в будущем, усовершенствования в технологиях позволят превратить научную фантастику в реальность.

И даже если окажется, что Марс – это не лучшее место для жизни, такие же технологии потребуются для любой самоподдерживающейся колонии, будь то на Луне, астероиде или на космических станциях с искусственной гравитацией в точке Лагранжа.

Фактически, эти технологии помогут нам прокормить людей, которые уже живут здесь, на Земле, оказывая меньшее воздействие на окружающую среду.

Что бы ни случилось, мы должны освоить технологию производства продуктов питания в любых условиях.

Источник

Поделиться с друзьями
admin
Руководства на каждый день
Adblock
detector