Какво ще ядат хората на Марс, след като колонизират Червената планета?

Вече се провеждат подготовки за мисии, които ще качат хората на Марс за около десетилетие. Но какво ще ядат хората, ако тези мисии в крайна сметка доведат до постоянна колонизация на червената планета?

След като (ако) хората успеят да стигнат до Марс, основно предизвикателство за всяка колония ще бъде да се генерира стабилно снабдяване с храна. Огромните разходи за изстрелване и снабдяване с ресурси от Земята ще направят това непрактично.

Хората на Марс ще трябва да се отдалечат от пълно разчитане на превозваните товари и да постигнат високо ниво на самодостатъчно и устойчиво земеделие.

Прочетете повече: Открит: огромно течно водно езеро под южния полюс на Марс

Неотдавнашното откритие на течна вода на Марс - което добавя нова информация към въпроса дали ще намерим живот на планетата - повдига възможността да се използват такива доставки, за да се помогне за отглеждането на храна.

Но водата е само едно от многото неща, от които ще се нуждаем, ако искаме да отглеждаме достатъчно храна на Марс.

Каква храна?

Предишната работа предполага използването на микроби като източник на храна на Марс. Използването на хидропонни оранжерии и контролирани екологични системи, подобно на това, което се изпитва на борда на Международната космическа станция за отглеждане на култури, е друга възможност.

Този месец, в списанието Гените Ние предлагаме нова перспектива, основана на използването на усъвършенствана синтетична биология за подобряване на потенциалното представяне на растителния живот на Марс.

Синтетичната биология е бързо развиваща се област. Той съчетава принципи от инженерство, ДНК наука и компютърни науки (между много други дисциплини) за придаване на нови и подобрени функции на живите организми.

Не само че можем да четем ДНК, но също така можем да проектираме биологични системи, да ги тестваме и дори да проектираме цели организми. Маята е само един пример за микроб с индустриален работен кон, чийто целия геном в момента се реконструира от международен консорциум.

Технологията е напреднала толкова далеч, че прецизното генно инженерство и автоматизацията вече могат да бъдат обединени в автоматизирани роботизирани съоръжения, известни като биозаводства.

Тези биоматериали могат да тестват милиони ДНК проекти паралелно, за да открият организмите с качествата, които търсим.

Марс: Земя, но не и Земя

Въпреки че Марс е най-земноподобният от съседните ни планети, Марс и Земята се различават по много начини.

Прочетете повече: Скъпи дневник: Слънцето никога не е залязвало на симулацията на Арктическия Марс

Гравитацията на Марс е около една трета от тази на Земята. Марс получава около половината от слънчевата светлина, която получаваме на Земята, но много по-високи нива на вредни ултравиолетови (UV) и космически лъчи. Температурата на повърхността на Марс е около -60 градуса по Целзий и има тънка атмосфера предимно от въглероден диоксид.

За разлика от почвата на Земята, която е влажна и богата на хранителни вещества и микроорганизми, които поддържат растежа на растенията, Марс е покрит с реголит. Това е сух материал, който съдържа перхлоратни химикали, които са токсични за хората.

Също така - въпреки най-новото открито подводно езеро - водата на Марс съществува предимно под формата на лед, а ниското атмосферно налягане на планетата прави кипенето на течната вода при около 5 градуса по Целзий.

Растенията на Земята са еволюирали стотици милиони години и са адаптирани към земните условия, но няма да растат добре на Марс.

Това означава, че значителни ресурси, които ще бъдат оскъдни и безценни за хората на Марс, като течна вода и енергия, ще трябва да бъдат разпределени за постигане на ефективно земеделие чрез изкуствено създаване на оптимални условия за растеж на растенията.

Адаптиране на растенията до Марс

По-рационална алтернатива е да се използва синтетична биология за разработване на култури специално за Марс. Това огромно предизвикателство може да се преодолее и да се проследи бързо чрез изграждане на растителна фокусирана Mars Biofoundry.

Такова автоматизирано съоръжение би могло да ускори проектирането на биологични проекти и тестване на тяхната работа при симулирани марсиански условия.

С адекватно финансиране и активно международно сътрудничество подобно усъвършенствано съоръжение би могло да подобри много от характеристиките, необходими за процъфтяването на културите на Марс в рамките на едно десетилетие.

Това включва подобряване на фотосинтезата и фотозащитата (за защита на растенията от слънчева светлина и ултравиолетови лъчи), както и толерантност към засушаване и студ в растенията, както и разработване на функционални култури с висок добив. Също така трябва да модифицираме микробите, за да детоксифицираме и подобрим марсианското качество на почвата.

Това са всички предизвикателства, които са в рамките на способността на съвременната синтетична биология.

Ползи за Земята

Развитието на следващото поколение култури, необходими за поддържането на хората на Марс, също би имало големи ползи за хората на Земята.

Прочетете повече: Преди да колонизираме Марс, нека да погледнем към проблемите си на Земята

Нарастващото глобално население увеличава търсенето на храни. За да отговорим на това изискване, трябва да увеличим селскостопанската производителност, но трябва да го направим, без да повлияем негативно на околната среда.

Най-добрият начин за постигане на тези цели ще бъде подобряването на вече широко използваните култури. Създаването на съоръжения като предложената биогаза на Марс би донесло огромна полза за времето за обработка на проучванията на растенията с последици за продоволствената сигурност и опазването на околната среда.

Така че, в крайна сметка, основният бенефициент на усилията за разработване на култури за Марс ще бъде Земята.

Тази статия е първоначално публикувана на The Conversation by Briardo Llorente. Прочетете оригиналната статия тук.