SpaceX nhằm mục đích giúp thành lập một thành phố triệu người trên sao Hỏa. Tất cả những người đó sẽ ăn gì?
(Ảnh: © SpaceX)
Điều gì có thể để nuôi một triệu người trên sao Hỏa? Một nghiên cứu mới cho thấy thịt được trồng trong phòng thí nghiệm, trồng cây trong hầm và trang trại cricket.
Khi có kế hoạch cho phi hành đoàn lên sao Hỏa, NASA thường đảm nhận các chuyến đi khứ hồi chỉ với những điểm dừng chân ngắn trên Hành tinh Đỏ. Tuy nhiên, các công ty không gian thương mại đã nổi lên với mục tiêu xâm chiếm không gian bên ngoài, với SpaceX đặc biệt nhắm đến phát triển một nền văn minh trên sao Hỏa.
Chiến lược thiết thực nhất để duy trì lâu dài Sao Hoả liên quan đến việc sống nhờ các tài nguyên đã tồn tại trên Hành tinh Đỏ thay vì dựa vào các tàu tiếp tế từ Trái đất. Năm nguồn tài nguyên tiêu thụ chính mà các nhà nghiên cứu xác định các khu định cư của sao Hỏa sẽ cần bao gồm năng lượng, nước, oxy, vật liệu xây dựng và thực phẩm, và bốn nguồn đầu tiên có khả năng dồi dào trên sao Hỏa.
Ví dụ, năng lượng mặt trời, có khả năng bổ sung lò phản ứng phân hạch hạt nhân, có thể giúp cung cấp năng lượng cho những người sao Hỏa. Băng và khoáng chất ngậm nước trên sao Hỏa là nguồn nước. Carbon dioxide có thể được chuyển đổi thành oxy. Cuối cùng, đất sao Hỏa có thể dễ dàng chế tạo thành gạch để xây dựng vật tư.
Các nhà nghiên cứu cho biết, so sánh, không có thực phẩm có sẵn tự nhiên trên sao Hỏa và không có cách nào dễ dàng để tạo ra nó từ bất kỳ nguyên liệu thô nào trên Hành tinh Đỏ bằng cách sử dụng một lò phản ứng hóa học đơn giản.
"Thực phẩm có lẽ sẽ là điều khó nhất để tạo ra tại địa phương trên Sao Hỏa và bạn không thể nhập tất cả nếu bạn muốn có một khu định cư tự túc", Kevin Cannon, một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Trung Florida ở Orlando, nói với Space.com.
Trước thách thức này, các nhà khoa học muốn xem những gì có thể đạt được mục tiêu triệt để là sản xuất đủ thực phẩm trên sao Hỏa để nuôi sống 1 triệu người.
"Chúng tôi đã làm việc với rất nhiều người muốn trồng cây trong vùng đất sao Hỏa mô phỏng mà chúng tôi tạo ra và điều này khiến chúng tôi xem xét nghiên cứu nào đang được thực hiện về mặt sản xuất thực phẩm cho các sứ mệnh của con người lên mặt trăng hoặc sao Hỏa trong tương lai". Pháo nói. "Hóa ra hầu hết sự tập trung vào các loại rau có hàm lượng calo rất thấp và những cải tiến mới nhất trong các nguồn protein thay thế đã không được xem xét. Chúng tôi đã đặt câu hỏi: Thay vì một nhiệm vụ ngắn của NASA đến Sao Hỏa, điều gì sẽ xảy ra để nuôi sống một thành phố 1 triệu dân, như những gì SpaceX đang tưởng tượng? "
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng việc nuôi động vật trang trại để lấy sữa và thịt sẽ không thực tế trên sao Hỏa trong thời gian tới vì những thách thức trong việc vận chuyển chúng qua vũ trụ. Đồng thời, họ lưu ý rằng hầu hết mọi người không muốn ăn chay hoàn toàn. Giải pháp? Trang trại côn trùng và thịt nuôi trong phòng thí nghiệm, họ đề nghị.
Trang trại côn trùng rất thích hợp cho Ẩm thực sao Hỏa, vì họ cung cấp rất nhiều calo trên mỗi đơn vị đất đai trong khi sử dụng lượng nước và thức ăn tương đối nhỏ, các nhà nghiên cứu cho biết. Dế nói riêng là một trong những ví dụ hứa hẹn hơn về côn trùng ăn được, với bột dế có khả năng kết hợp và ẩn trong nhiều công thức nấu ăn khác nhau, họ lưu ý.
"Lỗi là cách để đi, nếu mọi người có thể vượt qua yếu tố tổng thể," Cannon nói.
Đối với những người không thích côn trùng, "nông nghiệp tế bào" - nghĩa là thực phẩm có nguồn gốc từ các tế bào được trồng trong các món ăn trong phòng thí nghiệm - có thể giúp mọi người trên sao Hỏa ăn một chế độ ăn uống quen thuộc hơn, các nhà nghiên cứu cho biết. Tất cả mọi thứ từ tảo đến thịt và cá đến sữa không có bò và trứng không có thịt gà đều có thể, họ nói. Số tiền lớn mà các nhà đầu tư đã đổ vào để tinh chỉnh công nghệ như vậy đã làm giảm chi phí của một chiếc burger thịt nuôi cấy từ $ 325.000 đến $ 11 mỗi patty trong hai năm, họ nói thêm.
Khi nói đến cây trồng, khái niệm nghệ thuật của các khu định cư sao Hỏa thường có nhà kính, nhưng những điều đó có thể không chứng minh thực tế, các nhà nghiên cứu cho biết. Vì sao Hỏa ở rất xa mặt trời, ngay cả trên 'đường xích đạo, nơi ánh sáng mặt trời mạnh nhất, lượng thực vật ánh sáng sẽ nhận được tương tự như những gì chúng nhận được ở Alaska. Hơn nữa, mặc dù nhà kính được làm bằng các ô cửa sổ rõ ràng, nhưng chúng vẫn hấp thụ 50 đến 70 phần trăm ánh sáng trên Trái đất và có thể chặn nhiều hơn trên Sao Hỏa, vì một vật liệu mạnh hơn có thể cần thiết để hỗ trợ bên trong được làm nóng, chịu áp lực, cho biết không khí trên Hành tinh Đỏ lạnh hơn và mỏng hơn nhiều so với trên Trái đất.
Thay vào đó, các đường hầm được thắp sáng bằng đèn LED cường độ cao có khả năng cần thiết để trồng cây trên sao Hỏa, bổ sung ánh sáng mặt trời được thu thập và dẫn xuống thông qua cáp quang, các nhà nghiên cứu cho biết. Việc canh tác không cần thiết liên quan đến hệ thống thủy canh hoặc aeroponic là có thể, nhưng những chiến lược đó sẽ đòi hỏi khối lượng lớn hơn được vận chuyển lên sao Hỏa dưới dạng khay, máy bơm và hồ chứa. Ngoài ra, canh tác trên đất có thể mạnh hơn chống lại bệnh cây, nhưng bụi bẩn sao Hỏa vô cơ sẽ cần nghiên cứu và xử lý đáng kể để chuyển đổi nó thành đất sống có thể hỗ trợ sự phát triển của cây, các nhà nghiên cứu cho biết thêm.
Nghiên cứu trước đây cho thấy một số loại cây trồng có thể chứng minh đặc biệt thiết thực khi cho ăn thực dân sao Hỏa, như lúa mì, ngô, đậu nành, đậu phộng và khoai lang. Biến đổi gen cũng có thể làm cho thực vật hữu ích hơn theo nhiều cách khác nhau đối với người sao Hỏa - ví dụ, bằng cách tiêu thụ nhiều carbon dioxide và tăng năng suất.
"Hầu như tất cả các nghiên cứu cho đến nay đều tập trung vào việc trồng cây để nuôi các phi hành gia, nhưng thực vật chiếm rất nhiều không gian và trên một hành tinh khác, điều đó có nghĩa là xây dựng các nhà máy lớn trong nhà cần được điều áp, làm nóng và thắp sáng", Cannon nói. "Nếu bạn muốn nuôi một dân số lớn trên một hành tinh khác, bạn phải tránh xa ý tưởng về các loại rau có nước và thực sự nghĩ về lượng năng lượng, nước và nguyên liệu thô khổng lồ cần thiết để sản xuất đủ lượng calo."
Để xem những gì nó có thể cần để nuôi một Thành phố sao Hỏa 1 triệu dân, các nhà nghiên cứu đã mô hình hóa một dân số tăng từ nhập cư cũng như thông qua tỷ lệ sinh 10 trên 1.000 người mỗi năm trên Trái đất, một tỷ lệ điển hình của các quốc gia phát triển trên Trái đất. Nói chung, họ cho rằng cần có khoảng 6.900 tàu thủy thủ để đưa khoảng 1 triệu người nhập cư lên Sao Hỏa trong suốt một thế kỷ, với khoảng 340.000 người được sinh ra trên Sao Hỏa trong thời gian đó.
Các nhà khoa học đã tính toán số lượng calo mỗi người cần, và mô hình sử dụng đất được áp dụng chế độ ăn kiêng bao gồm lúa mì, ngô, khoai lang, dế và gà nuôi trong phòng thí nghiệm. Họ phát hiện ra rằng một thuộc địa của sao Hỏa trong tổng số 1 triệu người có thể đạt được tự túc về lương thực trong vòng 100 năm, dựa vào khoảng 9.000 dặm (14.500 km) giá trị của đường hầm khoảng 12 feet (3,6 mét) rộng, có thể được xếp chồng lên nhau theo chiều dọc.
Tuy nhiên, những người dân thuộc địa này sẽ cần một lượng lớn thực phẩm nhập khẩu tạm thời, được thực hiện trên gần 54.000 chuyến hàng. Các nhà khoa học lưu ý rằng có nhiều chiến lược có thể được sử dụng để giảm đáng kể lượng thực phẩm nhập khẩu, chẳng hạn như tăng tỷ lệ xây dựng trang trại trên Sao Hỏa.
Nghiên cứu trong tương lai về cách thức ăn tốt nhất Sao Hỏa nên tập trung vào tăng năng suất cây trồng, tìm ra các loài côn trùng hiệu quả và ngon miệng nhất, cải thiện hương vị và kết cấu của thịt nuôi, cải thiện hiệu quả của ánh sáng LED được sử dụng để trồng trọt và phát triển các phương pháp tự động để nhanh chóng xây dựng các khu vực được điều áp, che chắn cho các trang trại, các nhà nghiên cứu cho biết.
"Những lời chỉ trích rõ ràng là đây là khoa học viễn tưởng - nhiệm vụ của con người lên sao Hỏa Cách đây hàng thập kỷ, vậy tại sao bây giờ lại bận tâm đến chủ đề này? "Cannon nói." Bất cứ ai nghĩ dọc theo những dòng này cần phải xem xét nghiêm túc về những gì SpaceX đang làm - họ đã chế tạo và thử nghiệm các nguyên mẫu của những con tàu sẽ gửi những người định cư đầu tiên lên sao Hỏa. "
Đã đến lúc "tìm ra cách để nó xảy ra", ông nói thêm.
Các nhà nghiên cứu cho biết nghiên cứu về cách nuôi sống người sao Hỏa cũng có thể giúp nuôi sống con người trên Trái đất.
"Những ràng buộc áp đặt bởi Sao Hỏa - một không khí lạnh, mỏng - buộc bạn sản xuất thực phẩm theo cách thực sự bền vững và đạo đức hơn những gì đã làm trên Trái đất với các hoạt động canh tác tại nhà máy hiện tại, "Cannon nói." Vì vậy, chuyển sang 'chế độ ăn sao Hỏa' có thể giúp hành tinh của chúng ta. " một trang web, http://eatlikeamartian.org, cung cấp một số thông tin về cách làm điều đó.
Cannon và nghiên cứu tác giả cao cấp Daniel Britt tại Đại học Trung tâm Florida chi tiết phát hiện của họ trực tuyến ngày 30 tháng 8 trên tạp chí Không gian mới.
- Sứ mệnh sao Hỏa của NASA sẽ yêu cầu sống ngoài đất
- Những thiết kế tuyệt đẹp này cho thấy tương lai của chúng ta trên sao Hỏa có thể trông như thế nào
- Từ Apollo đến Artemis - Thực phẩm của phi hành gia có thể thay đổi như thế nào khi chúng ta trở lại mặt trăng
Ghi chú của biên tập viên: Phiên bản gốc của câu chuyện này được gọi nhầm là Kevin Cannon là Keith Cannon.
