In 2017 presenteerde Elon Musk zijn grootse plannen voor de toekomst van SpaceX, het bedrijf dat de mensheid naar Mars zou brengen. In de loop van decennia zouden tienduizenden Starship-vluchten een miljoen mensen naar de oppervlakte van de Rode Planeet vervoeren, het minimum dat Musk verwacht dat nodig is om een zelfvoorzienende beschaving te creëren.
Het aantal details in een poging als deze is verbijsterend. Hoe zit het met de verminderde zwaartekracht, blootstelling aan straling en waanzin in de ruimte? Hoe zit het met retourvluchten? Vervangingsonderdelen? Bouwstoffen?
Wat gaat iedereen eten?
Van alle technologieën die we onder de knie moeten krijgen om op Mars te wonen, laat staan een miljoen mensen, is voedsel misschien wel een van de grootste uitdagingen.
Dat komt omdat Mars bijna niets op tafel brengt als het gaat om het verbouwen van de enorme hoeveelheid voedsel die mensen nodig hebben. We denken niet dat er inheemse planten en dieren zijn, en de aarde kan een kolonie van Mars niet eeuwig blijven voeden met zorgpakketten van thuis uit. Dat verslaat het hele idee van zelfvoorzienend.
Marsbewoners zullen hun voedsel lokaal moeten produceren. En dat betekent dat je alles wat ze tot hun beschikking hebben op de Rode Planeet moet gebruiken, met gebruikmaking van de nieuwste technologie van voedselproductie om iedereen te voeden.
Maar zullen ze opschalen naar een miljoen mensen?
In een nieuw artikel dat in de Journal is gepubliceerd Nieuwe ruimte genaamd "Een miljoen mensen voeden op Mars”, Kevin M Cannon en Daniel T. Britt geven een overzicht van de technologieën die nodig zijn voor de voedselproductie op Mars en wat hun beperkingen zullen zijn.
Het is duidelijk dat je geen planten op het oppervlak van Mars kunt laten groeien, de vrieskou en lage atmosferische druk zouden een plant wegvagen voordat deze zelfs uit een zaad zou kunnen ontspruiten. Er is geen bruikbaar organisch materiaal in de Martiaanse regoliet en de bovenste laag bevat zelfs giftige perchloraten.
Het traditionele idee is dat Martiaanse tuiniers hun gewassen in gigantische kassen zullen telen, waarbij ze planten in de regoliet beginnen met toegevoegd organisch materiaal. Je hebt de Mars gezien, je weet wat ik beschrijf.
En het zou relatief eenvoudig moeten zijn om de regoliet te wassen om de perchloraten te verwijderen.
Maar volgens Cannon en Britt zal dit in het begin waarschijnlijk niet het geval zijn. Marsplanten raken de regoliet niet. In plaats daarvan worden ze hydrocultuur geteeld in voedingsrijke oplossingen met behulp van voorraden die van de aarde zijn gehaald.
Laat me je een specifiek voorbeeld laten zien van hoe dit eruit zou kunnen zien.
Een van de meest vijandige plekken op aarde voor het menselijk leven is Antartica, maar in 2018 oogstten wetenschappers van het Duitse Neumayer Station II op Antarctica een enorme oogst groenten die volledig hydroponisch werden verbouwd.
Ze werden gekweekt in de EDEN ISS-kas, een volledig op zichzelf staande kweekomgeving met LED-groeilampen, hydroponische voedingsstoffen en atmosferische controle.
In 9,5 maanden tijd konden ze 268 kilo voedsel produceren op slechts 12,5 vierkante meter ruimte. Ze konden komkommers, sla en tomaten verbouwen die net zo goed smaken als wat je in je eigen tuin zou kunnen verbouwen.
Een persoon had gemiddeld 3-4 uur per dag nodig om de planten te laten groeien.
Er is geen reden om te denken dat deze techniek niet zou werken op Mars, hoewel het beheren van de atmosfeer uitdagender zou zijn, omdat je niet zomaar een raam kunt openen als het een beetje te vochtig wordt in je kas.
Bezorgd over het lage gewicht? We weten al dat het mogelijk is om planten in de ruimte te laten groeien. Er is een experiment aan boord van het internationale ruimtestation genaamd het Veggie Plant Growth System, dat in mei 2016 is geïnstalleerd.
Deze kleine kas bevat drie verschillende soorten sla, gekweekt in een hydrocultuur medium met LED kweeklampen. Astronauten oogsten regelmatig de sla en maken salades met dressing die van de aarde komt.
Een opgeschaalde versie wordt de Advanced Plant Habitat genoemd, een kweekkamer ter grootte van een minikoelkast. Het is ontworpen om te testen hoe verschillende planten reageren op microzwaartekracht en is bijna volledig autonoom en reguleert de temperatuur, voedingsstoffen en water.
Onlangs werd het systeem gebruikt om dwergtarwe te kweken in microzwaartekracht, en het zag er vrij normaal uit.
Welke planten moet je kweken als je in de Martiaanse regoliet kunt gaan boeren? Edward Guinan, een professor aan Villanova, voerde onlangs een experiment uit met zijn niet-gegradueerde astrobiologieles genaamd The Red Thumbs: Mars Garden Project.
Ze testten hoe goed verschillende planten zouden groeien in gesimuleerde Martiaanse regolieten, en vooral, hoe smaken ze? Het blijkt dat gerst, basilicum, boerenkool, hop, uien, knoflook, sla, zoete aardappelen en munt het goed deden.
Laat me herhalen zodat het duidelijk is; hop en gerst geteeld op Mars, smaken net zo goed als wanneer ze op aarde geteeld worden. Ik neem een Martiaans bier.
Oké, dus wat staat er nog meer op het menu voor Mars?
Volgens het artikel waar ik eerder naar verwees, suggereren Cannon en Britt dat we onze eiwitten uit planten zouden halen, en ook uit krekels. Ze zitten boordevol eiwitten, maar zijn gemakkelijker te bewerken dan een kudde vee, en er zijn genoeg bedrijven hier op aarde die je graag krekels willen verkopen in bijna elke eetbare vorm die je maar kunt bedenken.
Er zijn ook een aantal ongelooflijke vorderingen in kweekvlees, met bioreactoren die hamburgers en kip produceren die nog nooit op een dier zijn geweest.
Cannon en Britt hebben een model gebouwd om de voedselbehoeften van een bevolking op Mars te simuleren die in 100 aardse jaren tot een miljoen mensen groeit. Ze gingen ervan uit dat de kolonisten 150 per keer zouden aankomen op raketten van de aarde, en hielden rekening met natuurlijke geboorte- en sterftecijfers. Ze gingen er ook van uit dat er op Mars gezonde geboorten zouden zijn en een natuurlijke stijging van de lokale bevolking.
Ze berekenden dat er bijna 200.000 bevoorradingsschepen nodig zouden zijn als er geen voedsel op Mars zou worden verbouwd om de inwoners te voeden. Maar als ze hun lokale voedseloperatie konden laten draaien, zou dat aantal dalen tot iets meer dan 50.000 bevoorradingsschepen over de hele 100 jaar.
Ze zouden binnen 40 jaar zelfvoorzienend kunnen worden als er meer arbeid zou worden uitgetrokken voor de landbouw, met vrachtschepen met meer landbouwvoorraden. Dit betekent minder voedsel en meer hydrocultuurapparatuur en groeilampen, maar na verloop van tijd lopen de voordelen echt op. Ze hadden slechts 6.500 voedselbezorging nodig.
En als iedereen al zijn inspanningen zou richten op voedselproductie, zouden ze binnen ongeveer 20 jaar volledig zelfvoorzienend kunnen zijn, met slechts 209 voedselleveringen.
Elke persoon die 46 vierkante meter land nodig heeft, zou uiteindelijk 46 vierkante kilometer nodig hebben. Dit kan in tunnels van ongeveer 4 meter breed. 14.500 kilometer tunnels.
Het is ongelooflijk dat één enkele tunnelboormachine van Boring Company al deze tunnels in de loop van 53 jaar zou kunnen maken.
Wil jij een van de mensen zijn die naar Mars reizen, maar je Starship-vlucht is nog niet geboekt? Goed nieuws, u kunt uw dieet meteen aanpassen. De onderzoekers hebben een bijbehorende website genaamd Eat Like a Martian, met een gratis gids die je de soorten fruitgroenten, insectenproducten en kweekvlees laat eten die de basis zullen vormen van een Martiaans dieet.
Hoewel het op dit moment sciencefiction is om je een permanente menselijke kolonie op Mars voor te stellen, zorgen verbeteringen in de technologie ervoor dat sciencefiction uiteindelijk werkelijkheid wordt.
En zelfs als blijkt dat Mars geen geweldige plek is om te wonen, zijn dezelfde technologieën vereist voor elke zichzelf in stand houdende kolonie, of het nu op de maan is, een asteroïde of in ruimtestations met kunstmatige zwaartekracht in de aarde-maan Lagrange-punten.
In feite zullen deze technologieën ons helpen de mensen te voeden die hier al op aarde wonen, wat een kleinere impact op het milieu zal hebben.
Wat er ook gebeurt, we moeten de technologie van voedselproductie beheersen, in elke omgeving.
