Wann und wie werden wir den Mars besiedeln? | Terra X
Inhaltsverzeichnis:
- Welche Art von Essen?
- Mars: Erdeähnlich, aber nicht Erde
- Pflanzen an den Mars anpassen
- Vorteile für die Erde
Vorbereitungen für Missionen, die den Menschen in etwa zehn Jahren auf dem Mars landen, sind bereits in Vorbereitung. Aber was würden die Menschen essen, wenn diese Missionen schließlich zur dauerhaften Kolonisierung des roten Planeten führen würden?
Sobald Menschen den Mars erreicht haben, besteht die größte Herausforderung für eine Kolonie darin, eine stabile Nahrungsversorgung zu schaffen. Die enormen Kosten für den Start und die erneute Bereitstellung von Ressourcen von der Erde werden dies unpraktisch machen.
Die Menschen auf dem Mars müssen sich nicht mehr vollständig auf Frachtgüter verlassen und ein hohes Maß an autarker und nachhaltiger Landwirtschaft erreichen.
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Die jüngste Entdeckung von flüssigem Wasser auf dem Mars - was der Frage, ob wir das Leben auf der Erde finden werden, neue Informationen hinzufügt - erhöht die Möglichkeit, solche Vorräte für den Anbau von Nahrungsmitteln einzusetzen.
Wasser ist jedoch nur eines von vielen Dingen, die wir benötigen, wenn wir auf dem Mars genug Nahrung anbauen wollen.
Welche Art von Essen?
In früheren Arbeiten wurde die Verwendung von Mikroben als Nahrungsquelle auf dem Mars vorgeschlagen. Der Einsatz von hydroponischen Gewächshäusern und kontrollierten Umweltsystemen, ähnlich einem, das an Bord der Internationalen Raumstation zum Anbau von Getreide getestet wird, ist eine weitere Option.
Diesen Monat in der Zeitschrift Gene bieten wir eine neue Perspektive, basierend auf dem Einsatz fortschrittlicher synthetischer Biologie, um die potenzielle Leistungsfähigkeit des Pflanzenlebens auf dem Mars zu verbessern.
Die synthetische Biologie ist ein schnell wachsendes Gebiet. Es kombiniert Prinzipien aus den Bereichen Technik, DNA-Wissenschaft und Informatik (neben vielen anderen Disziplinen), um lebenden Organismen neue und verbesserte Funktionen zu vermitteln.
Wir können nicht nur DNA lesen, sondern auch biologische Systeme entwerfen, testen und sogar ganze Organismen konstruieren. Hefe ist nur ein Beispiel für ein industrielles Arbeitstiermikrobse, dessen gesamtes Genom derzeit von einem internationalen Konsortium neu entwickelt wird.
Die Technologie ist so weit fortgeschritten, dass Präzisionsgenetik und -automatisierung jetzt in automatisierte Roboteranlagen, so genannte Biofabriken, eingebunden werden können.
Diese Biofabriken können Millionen von DNA-Designs parallel testen, um die Organismen mit den Qualitäten zu finden, nach denen wir suchen.
Mars: Erdeähnlich, aber nicht Erde
Obwohl der Mars der erdähnlichste unserer benachbarten Planeten ist, unterscheiden sich Mars und Erde in vielerlei Hinsicht.
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Die Schwerkraft auf dem Mars beträgt etwa ein Drittel der auf der Erde. Der Mars erhält etwa die Hälfte des Sonnenlichts, das wir auf die Erde bekommen, aber viel mehr schädliche ultraviolette (UV) und kosmische Strahlung. Die Oberflächentemperatur des Mars liegt bei -60 Grad Celsius und die Atmosphäre ist dünn und besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid.
Anders als der Boden der Erde, der feucht und reich an Nährstoffen und Mikroorganismen ist, die das Pflanzenwachstum unterstützen, ist der Mars mit Regolith bedeckt. Dies ist ein trockenes Material, das Perchlorat-Chemikalien enthält, die für den Menschen giftig sind.
Trotz des jüngsten Seefunds unter der Oberfläche existiert Wasser auf dem Mars meistens in Form von Eis, und der niedrige Atmosphärendruck der Erde lässt flüssiges Wasser bei etwa 5 Grad Celsius kochen.
Pflanzen auf der Erde haben sich seit Hunderten von Millionen von Jahren entwickelt und sind an die Bedingungen auf der Erde angepasst, aber sie werden auf dem Mars nicht gut wachsen.
Dies bedeutet, dass beträchtliche Ressourcen, die für den Menschen auf dem Mars knapp und von unschätzbarem Wert wären, wie flüssiges Wasser und Energie, erforderlich wären, um eine effiziente Landwirtschaft zu erreichen, indem künstlich optimale Bedingungen für das Pflanzenwachstum geschaffen werden.
Pflanzen an den Mars anpassen
Eine rationellere Alternative ist die Verwendung der synthetischen Biologie, um Pflanzen speziell für den Mars zu entwickeln. Diese enorme Herausforderung kann durch den Bau einer auf Pflanzen konzentrierten Mars Biofoundry gemeistert werden.
Eine solche automatisierte Anlage wäre in der Lage, die Entwicklung biologischer Konstruktionen zu beschleunigen und ihre Leistung unter simulierten Marsbedingungen zu testen.
Mit einer angemessenen Finanzierung und einer aktiven internationalen Zusammenarbeit könnte eine solche fortschrittliche Einrichtung innerhalb eines Jahrzehnts viele der Merkmale verbessern, die für das Gedeihen von Pflanzen auf dem Mars erforderlich sind.
Dazu gehören die Verbesserung der Photosynthese und des Lichtschutzes (zum Schutz der Pflanzen vor Sonnenlicht und UV-Strahlen) sowie Dürre und Kälteverträglichkeit in Pflanzen sowie die Entwicklung von funktionellen Nutzpflanzen mit hohem Ertrag. Wir müssen auch Mikroben modifizieren, um die Bodenqualität des Mars zu entgiften und zu verbessern.
Dies sind alles Herausforderungen, die moderne synthetische Biologie beherrschen.
Vorteile für die Erde
Die Entwicklung der nächsten Generation von Kulturen, die für die Erhaltung der Menschen auf dem Mars erforderlich sind, hätte auch großen Nutzen für die Menschen auf der Erde.
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Die wachsende Weltbevölkerung erhöht die Nachfrage nach Nahrungsmitteln. Um diese Nachfrage zu befriedigen, müssen wir die landwirtschaftliche Produktivität steigern, ohne jedoch unsere Umwelt zu beeinträchtigen.
Der beste Weg, um diese Ziele zu erreichen, wäre die Verbesserung der bereits weit verbreiteten Kulturpflanzen. Die Einrichtung von Einrichtungen wie der vorgeschlagenen Mars Biofoundry würde die Durchlaufzeit der Pflanzenforschung mit Auswirkungen auf die Ernährungssicherheit und den Umweltschutz enorm verbessern.
Letztendlich wäre die Erde der Hauptnutznießer der Bemühungen, Pflanzen für den Mars zu entwickeln.
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation von Briardo Llorente veröffentlicht. Lesen Sie hier den Originalartikel.
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