นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ Kevin Cannon พูดถึงการขนส่งอาหารประชากรหนึ่งล้านคนบนดาวเคราะห์แดง
หากคุณถามอีลอน มัสก์ การเดินทางในอวกาศส่วนตัวอาจเป็นจริงในปีหน้า และเมืองที่พึ่งพาตนเองบนดาวอังคารอยู่ไม่ไกล ในระหว่างนี้ Kevin Cannon นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์และเพื่อนร่วมงานของเขาที่มหาวิทยาลัย Central Florida ไม่ค่อยกังวลกับ ยาน อวกาศที่จะส่งผู้โดยสารขึ้นสู่วงโคจร และสนใจที่จะป้อนการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์ที่อาจเกิดขึ้นบนดาวอังคารมากขึ้น ในบทความล่าสุดของพวกเขา “ Feeding One Million People on Mars” Cannon และ Daniel Britt จำลองเส้นทางสู่ความพอเพียงสำหรับผู้ตั้งถิ่นฐานหนึ่งล้านคนในช่วง 100 ปีโลก โดยคำนึงถึงการบริโภคแคลอรี่ต่อคน อาหารที่นำเข้าในช่วงปีแรกๆ และโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็น เช่น โรงงานผลิตอาหารที่มีแรงดันและ อุโมงค์ใต้ดินสำหรับปลูกต้นไม้ที่มีไฟ LED และแสงแดดส่องเข้ามา
นิตยสารSmithsonian ได้พูดคุยกับ Cannon เกี่ยวกับวิสัยทัศน์โดยละเอียดของพวกเขา
อะไรเป็นแรงบันดาลใจให้คุณพิจารณาให้อาหารผู้คนนับล้านบนดาวอังคาร
ฉันได้ทำงานหลายโครงการที่เกี่ยวข้องกับทรัพยากรอวกาศ ดังนั้นการใช้วัสดุในท้องถิ่นบนดวงจันทร์หรือดาวอังคารเพื่อสนับสนุนการสำรวจและพัฒนาอวกาศ หากคุณนึกถึงวัสดุสิ้นเปลืองที่จำเป็นสำหรับมนุษย์ คุณกำลังพิจารณาที่ออกซิเจน น้ำ วัสดุก่อสร้าง และอาหาร และสิ่งที่เราตระหนักก็คือ อาหารเป็นสิ่งที่ท้าทายที่สุดอย่างหนึ่งในการผลิตบนพื้นผิวดาวอังคาร และจะต้องผ่านการแปรรูปเป็นจำนวนมาก ในความเห็นของเรา ผู้คนไม่ได้คิดใหญ่พอ
คุณคิดอย่างไรกับตัวเลข เช่น จำนวนคนและปริมาณแคลอรี่สำหรับการศึกษานี้
ผู้คนนับล้าน เป็นตัวเลขที่ไม่แน่นอนจากบางสิ่งที่ Elon Musk พูดถึงสำหรับเป้าหมายที่ทะเยอทะยานของเขา ดังนั้นเราจึงเลือกสิ่งนั้นเป็นพื้นฐาน สำหรับตัวเลขเฉพาะในการศึกษา เราได้ข้อมูลมากมายจากโลก ตัวอย่างเช่น เราดูจำนวนแคลอรีที่คนทั่วไปกินต่อวัน แล้วปรับขนาดตามอายุและระดับกิจกรรมของบุคคล ในรูปแบบคอมพิวเตอร์นี้ จริงๆ แล้วเราเป็นตัวแทนของประชากร เราจึงมีชายและหญิงผสมกัน 50/50 และเรามีโครงสร้างอายุ แน่นอนว่าเด็ก ๆ บริโภคแคลอรี่น้อยกว่าคนสูงอายุมาก นั่นคือทั้งหมดที่นำมาพิจารณาในการสร้างแบบจำลองของเรา
คุณพิจารณาปัจจัยที่ใช้ได้จริงอะไรบ้างเมื่อนึกถึงการผลิตอาหารบนดาวอังคาร
สิ่งที่กลายเป็นปัจจัยจำกัดที่แท้จริงคือจำนวนที่ดินที่คุณต้องการ เหตุผลที่มีความสำคัญมากบนดาวอังคารก็คือเมื่อคุณคิดถึงที่ดิน คุณกำลังพูดถึงการสร้างโครงสร้างที่ปิดล้อมอยู่จริงๆ คุณต้องเพิ่มแรงดัน คุณต้องทำให้ร้อน และต้องจุดไฟเพื่อป้องกันสภาพแวดล้อมของดาวอังคาร แทบไม่มีบรรยากาศ มันหนาวมาก. ดังนั้นที่ดินจึงเป็นตัวขับเคลื่อนที่สำคัญที่สุด ยิ่งต้องใช้ที่ดินปลูกอาหารมากเท่าไร ยิ่งมีการก่อสร้างมากเท่าไร ก็ยิ่งมีพลังมากขึ้นเท่านั้น และอื่นๆ
คุณทราบได้อย่างไรว่าแหล่งอาหารใดที่เหมาะกับชีวิตบนดาวอังคาร
เราดูสิ่งนี้ในลักษณะทั่วไปมาก เราคิดว่า โอเค เริ่มจากพืชกันก่อน เพราะนั่นคือสิ่งที่คนส่วนใหญ่คิดไว้ในอดีต เมื่อพวกเขาคิดว่าผู้คนจะกินอะไรในภารกิจอวกาศ และให้ไปไกลกว่านั้นเล็กน้อยเพื่อไปยังแหล่งโปรตีน ดังนั้นเราจึงดูสิ่งที่กำลังทำอยู่บนโลก และเราเน้นอาหารที่มีแมลงเป็นหลัก ซึ่งกลับกลายเป็นว่ามีประสิทธิภาพมากสำหรับดาวอังคาร เช่นเดียวกับสิ่งที่เรียกว่าการเกษตรแบบเซลล์ นั่นคือแนวคิดในการปลูกเนื้อจากเซลล์ในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพขนาดใหญ่เหล่านี้ มันเป็นสิ่งที่มาเร็วกว่าที่ผู้คนคิดมากบนโลก และมันถูกดัดแปลงมาอย่างดีสำหรับการผลิตอาหารในอวกาศ
การเกษตรแบบเซลลูลาร์ทำงานอย่างไร
วิธีการทำงานคือการที่คุณเอาเซลล์จากสัตว์—คุณสามารถใช้สัตว์อะไรก็ได้จริงๆ แต่คนเริ่มด้วยไก่ วัว สิ่งที่คุ้นเคย คุณแยกเซลล์เหล่านั้นออก จากนั้นคุณก็เติบโตในสารละลายธาตุอาหาร สิ่งนี้สามารถทำได้ในถังสแตนเลสขนาดใหญ่ และเกือบจะดูเหมือนการต้มเบียร์มากกว่าฟาร์มแบบดั้งเดิม สิ่งที่ผู้คนกำลังทำอยู่ตอนนี้คือพยายามทำให้เนื้อสัมผัสถูกต้องโดยการสร้างเซลล์เหล่านั้นในโครงนั่งร้านที่ให้เนื้อสัมผัสของเนื้อสัตว์ต่างๆ แต่ประเด็นทั้งหมดคือ มันเป็นวิธีการผลิตโปรตีนจากสัตว์ที่ยั่งยืนกว่ามาก และมีจริยธรรมมากกว่า เพราะไม่เกี่ยวข้องกับการเลี้ยงสัตว์ในสภาพที่น่าสงสัย
คุณช่วยอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับโปรตีนแมลงอีกหน่อยได้ไหม
ในอเมริกาเหนือและยุโรป มันไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของวัฒนธรรมหรืออาหารของเราจริงๆ แต่ถ้าคุณมองให้กว้างกว่านี้ ฉันคิดว่าคน 2 พันล้านคนกินแมลงเป็นส่วนหนึ่งของอาหารเป็นประจำ มันกลับกลายเป็นแหล่งโปรตีนที่ดีมาก และอีกครั้ง มันยั่งยืนกว่ามาก ไม่ต้องการที่ดินหรือน้ำมากเมื่อเทียบกับการทำฟาร์มในโรงงาน แน่นอนว่ายังมีปัจจัยรวมอยู่บ้าง แต่ผู้คนสามารถยกตัวอย่างเช่น บดจิ้งหรีดให้เป็นแป้ง แล้วนำไปใส่ในคุกกี้หรือมันฝรั่งทอด หรืออะไรทำนองนั้น เพื่อให้คุณสามารถซ่อนพวกมันและหลีกหนีจากการกัดกินแมลงทั้งตัว
ผลไม้หรือผักชนิดใดที่จะอยู่ในเมนู?
ถ้าคุณดูสิ่งที่กำลังทำอยู่ในอวกาศตอนนี้ นักบินอวกาศมีสวนเล็กๆ ที่พวกเขาสามารถปลูกผักต่างๆ เช่น ผักกาดหอม มะเขือเทศ และพริก แน่นอนว่าอาหารเหล่านี้มีประโยชน์ต่อสิ่งต่างๆ เช่น วิตามินและประโยชน์ทางจิตวิทยาในการปลูกผักกินเอง แต่คุณจะไม่สามารถให้อาหารแก่ประชากรจำนวนมากด้วยผักที่มีแคลอรีต่ำมากเหล่านั้น ดังนั้น คุณจะต้องพิจารณาสิ่งต่างๆ เช่น ข้าวโพด ข้าวสาลี และถั่วเหลืองที่มีแคลอรีสูงพอที่จะรองรับการเจริญเติบโต ประชากร.
เทคโนโลยีประเภทใดที่คุณพบว่าเหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตอาหารบนดาวอังคาร
สิ่งสำคัญอย่างหนึ่งคือคุณต้องการให้การผลิตอาหารของคุณเป็นแบบอัตโนมัติมากที่สุด เพราะจะทำให้ผู้คนมีเวลาทำสิ่งที่สำคัญกว่า บริษัทจำนวนมากกำลังทำงานบนโลกนี้ โดยพยายามรวมหุ่นยนต์เข้ากับการทำฟาร์มและการผลิตแมลง ฉันคิดว่าอีกสิ่งหนึ่งที่สำคัญคือการดัดแปลงพันธุกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับพันธุ์พืช เพื่อหาวิธีปรับปรุงสายพันธุ์ของพืชผล และทำให้พวกเขามีความยืดหยุ่นมากขึ้นที่จะเติบโตในสภาพแวดล้อมที่เลวร้ายบนดาวอังคาร ตอนนี้ สิ่งที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือบางอย่างเช่น CRISPR ซึ่งเข้าครอบงำโลกของชีววิทยา มีการศึกษาบางส่วนที่ใช้ CRISPR เพื่อปรับเปลี่ยนจีโนมของพืชบางชนิดอย่างรวดเร็ว ดังนั้น ฉันคิดว่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งมีสัญญามากที่สุดสำหรับการผลิตพืชพันธุ์เฉพาะของดาวอังคาร
อะไรคือความท้าทายอื่น ๆ ที่เกิดจากเงื่อนไขบนดาวอังคาร?
สิ่งหนึ่งที่เราพิจารณาคือต้องปลูกพืชในโรงเรือนบนพื้นผิวหรือไม่ เมื่อใดก็ตามที่คุณเห็นภาพร่างของศิลปินเกี่ยวกับฐานของดาวอังคาร คุณจะเห็นเรือนกระจกอยู่ทุกหนทุกแห่ง แต่สิ่งที่เราพบก็คือ จริงๆ แล้วคุณไม่ได้รับแสงแดดเพียงพอที่พื้นผิวดาวอังคารเพราะอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่า โดยพื้นฐานแล้วแสงแดดที่ตกกระทบของคุณคือสิ่งที่คุณจะได้รับในอลาสก้า และมีเหตุผลว่าทำไมเราไม่ปลูกข้าวโพดและข้าวสาลีในอลาสก้า พวกเขากำลังเติบโตที่ละติจูดใต้มากขึ้น ดังนั้น ปรากฎว่าบางอย่างเช่นเรือนกระจกอาจไม่สมเหตุสมผลบนดาวอังคาร คุณอาจจะดีกว่าถ้าปลูกพืชและผลิตอาหารอื่น ๆ ในอุโมงค์ใต้ดินเป็นต้น
น้ำจะมาจากไหน?
เรามีการจัดการที่ดีพอสมควรว่าน้ำอยู่ที่ไหนบนดาวอังคาร ส่วนใหญ่ถูกกักขังไว้เป็นน้ำแข็งใต้ดิน และพบในแร่ธาตุบางชนิดด้วย สำหรับสิ่งต่างๆ เช่น ดินเหนียวและเกลือ โดยที่น้ำฝังอยู่ในโครงสร้างแร่จริงๆ คุณสามารถทำให้ร้อนและระเหยน้ำออกได้ เมื่อคุณดึงน้ำออกมาแล้ว การรีไซเคิลน้ำอย่างมีประสิทธิภาพค่อนข้างง่าย ฉันคิดว่าบนสถานีอวกาศ น้ำประมาณ 97 เปอร์เซ็นต์ ถูกนำกลับมาใช้ใหม่ เห็นได้ชัดว่าเป็นความท้าทายทางวิศวกรรมในการขุดน้ำนั้นตั้งแต่แรก แต่เมื่อคุณมีอ่างเก็บน้ำแล้ว คุณควรจะสามารถรีไซเคิลน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพในระบบนิเวศปิดที่คุณสร้างขึ้น
จากผลการศึกษา คุณจะสนับสนุนการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์บนดาวอังคารหรือไม่?
ใช่ และฉันคิดว่าถ้าเราดูสิ่งที่SpaceXกำลังทำโดยเฉพาะ พวกเขากำลังสร้างเรือที่จะบรรทุกสินค้าแล้วจึงส่งผู้คนไปยังดาวอังคาร เราได้กำหนดเส้นทางนั้นไว้แล้ว และคำถามก็คือ ใครจะไป? นี่จะเป็นหน่วยงานด้านอวกาศหรือไม่? มันจะเป็นนักท่องเที่ยว? และนิคมหรือเมืองจะสร้างขึ้นได้อย่างไร? แต่ฉันคิดว่ามันเป็นสิ่งที่เป็นไปได้ในระยะเวลาอันใกล้นี้อย่างแน่นอน
ความรู้นี้สามารถประยุกต์ใช้กับชีวิตบนโลกได้อย่างไร?
เกือบจะเป็นเรื่องบังเอิญที่ข้อจำกัดที่ดาวอังคารกำหนดกับคุณ—การขาดบรรยากาศ ความเย็น—บังคับให้คุณผลิตอาหารในลักษณะที่ยั่งยืนมากกว่าสิ่งที่เราทำบนโลก ดังนั้น การย้ายออกจากการทำฟาร์มแบบโรงงาน เลิกผลิตผลิตภัณฑ์จากนมและโปรตีนจากสัตว์ในปริมาณมาก และคิดถึงทางเลือกเหล่านี้ เช่น แมลงและการเกษตรแบบเซลล์ แนวทางปฏิบัติเหล่านี้ทั้งหมดมีความยั่งยืนมากกว่าสิ่งที่เรากำลังทำอยู่ในปัจจุบันบนโลก มีการแยกย่อยออกไปในการพัฒนาสิ่งนี้สำหรับดาวอังคารสามารถช่วยให้เราก้าวไปสู่วิธีการผลิตอาหารบนโลกที่มีความรับผิดชอบมากขึ้น
