มนุษย์จะกินอะไรบนดาวอังคารหลังจากพวกมันตั้งอาณานิคมโลกสีแดง

การเตรียมการกำลังดำเนินการแล้วสำหรับภารกิจที่จะลงจอดมนุษย์บนดาวอังคารในทศวรรษหรือดังนั้น แต่คนจะกินอะไรถ้าภารกิจเหล่านี้นำไปสู่การล่าอาณานิคมถาวรของดาวเคราะห์สีแดง

เมื่อ (ถ้า) มนุษย์เข้าสู่ดาวอังคารความท้าทายที่สำคัญสำหรับอาณานิคมใด ๆ ก็คือการสร้างแหล่งอาหารที่มั่นคง ค่าใช้จ่ายมหาศาลในการเปิดตัวและจัดหาทรัพยากรจากโลกจะทำให้ไม่สามารถทำได้

มนุษย์บนดาวอังคารจะต้องย้ายออกจากการพึ่งพาการขนส่งสินค้าอย่างสมบูรณ์และประสบความสำเร็จในระดับสูงของการเกษตรแบบพอเพียงและยั่งยืน

อ่านเพิ่มเติม: ค้นพบ: ทะเลสาบน้ำของเหลวขนาดใหญ่ใต้ขั้วโลกใต้ของดาวอังคาร

การค้นพบน้ำของเหลวบนดาวอังคารเมื่อเร็ว ๆ นี้ซึ่งเพิ่มข้อมูลใหม่ให้กับคำถามว่าเราจะค้นพบสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์หรือไม่นั้นเพิ่มความเป็นไปได้ในการใช้เสบียงดังกล่าวเพื่อช่วยในการปลูกอาหาร

แต่น้ำเป็นเพียงหนึ่งในหลาย ๆ สิ่งที่เราต้องการหากเราต้องการปลูกอาหารบนดาวอังคารให้เพียงพอ

อาหารประเภทใด

งานก่อนหน้านี้แนะนำให้ใช้จุลินทรีย์เป็นแหล่งอาหารบนดาวอังคาร การใช้เรือนกระจกไฮโดรโพนิกส์และระบบสิ่งแวดล้อมที่ควบคุมได้คล้ายกับการทดสอบบนสถานีอวกาศนานาชาติเพื่อปลูกพืชเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง

เดือนนี้ในวารสาร ยีน เราให้มุมมองใหม่โดยใช้การใช้ชีววิทยาสังเคราะห์ขั้นสูงเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพที่มีศักยภาพของชีวิตพืชบนดาวอังคาร

ชีววิทยาสังเคราะห์เป็นสาขาที่เติบโตอย่างรวดเร็ว มันผสมผสานหลักการจากวิศวกรรม, วิทยาศาสตร์ดีเอ็นเอและวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ (ในสาขาวิชาอื่น ๆ) เพื่อมอบฟังก์ชั่นใหม่และปรับปรุงให้กับสิ่งมีชีวิต

ไม่เพียง แต่เราสามารถอ่าน DNA ได้ แต่เรายังสามารถออกแบบระบบชีวภาพทดสอบพวกมันและแม้แต่สร้างสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ยีสต์เป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งของจุลินทรีย์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมซึ่งจีโนมทั้งหมดกำลังได้รับการออกแบบใหม่โดยสมาคมระหว่างประเทศ

เทคโนโลยีมีความก้าวหน้าจนถึงปัจจุบันซึ่งความแม่นยำทางพันธุวิศวกรรมและระบบอัตโนมัติสามารถรวมเข้ากับสิ่งอำนวยความสะดวกของหุ่นยนต์อัตโนมัติ

Biofoundries เหล่านี้สามารถทดสอบการออกแบบ DNA หลายล้านชิ้นในแบบคู่ขนานเพื่อค้นหาสิ่งมีชีวิตที่มีคุณภาพที่เรากำลังมองหา

ดาวอังคาร: เหมือนโลก แต่ไม่ใช่โลก

แม้ว่าดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ที่ใกล้เคียงที่สุดของโลก แต่ดาวอังคารและโลกแตกต่างกันในหลาย ๆ ด้าน

อ่านเพิ่มเติม: เรียนไดอารี่: ดวงอาทิตย์ไม่เคยถูกจำลองใน Arctic Mars

แรงโน้มถ่วงบนดาวอังคารนั้นประมาณหนึ่งในสามของมันบนโลก ดาวอังคารได้รับแสงอาทิตย์ประมาณครึ่งหนึ่งที่เราได้รับบนโลก แต่ระดับรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) และรังสีคอสมิกที่เป็นอันตรายสูงกว่ามาก อุณหภูมิพื้นผิวของดาวอังคารอยู่ที่ประมาณ -60 องศาเซลเซียสและมันมีชั้นบาง ๆ ที่ทำจากคาร์บอนไดออกไซด์

ซึ่งแตกต่างจากดินของโลกซึ่งมีความชื้นและอุดมไปด้วยสารอาหารและจุลินทรีย์ที่สนับสนุนการเจริญเติบโตของพืชดาวอังคารถูกปกคลุมด้วย regolith นี่คือวัสดุแห้งแล้งที่มีสารเคมี perchlorate ที่เป็นพิษต่อมนุษย์

นอกจากนี้ - แม้จะพบทะเลสาบใต้พื้นผิวล่าสุด - น้ำบนดาวอังคารส่วนใหญ่มีอยู่ในรูปของน้ำแข็งและความกดอากาศต่ำของโลกทำให้น้ำของเหลวเดือดที่ประมาณ 5 องศาเซลเซียส

พืชบนโลกมีวิวัฒนาการมาหลายร้อยล้านปีและปรับให้เข้ากับสภาพพื้นดิน แต่พวกมันจะไม่เจริญเติบโตบนดาวอังคาร

ซึ่งหมายความว่าทรัพยากรจำนวนมากที่จะหายากและล้ำค่าสำหรับมนุษย์บนดาวอังคารเช่นน้ำของเหลวและพลังงานจะต้องได้รับการจัดสรรเพื่อให้บรรลุการทำฟาร์มที่มีประสิทธิภาพโดยการสร้างเงื่อนไขการเจริญเติบโตของพืชให้เหมาะสมที่สุด

ปรับพืชให้เข้ากับดาวอังคาร

อีกทางเลือกที่สมเหตุสมผลคือการใช้ชีววิทยาสังเคราะห์เพื่อพัฒนาพืชโดยเฉพาะสำหรับดาวอังคาร ความท้าทายที่น่ากลัวนี้สามารถจัดการและติดตามได้อย่างรวดเร็วโดยการสร้างโรงงาน Mars Biofoundry

สิ่งอำนวยความสะดวกอัตโนมัติดังกล่าวจะสามารถเร่งการวิศวกรรมการออกแบบทางชีวภาพและการทดสอบประสิทธิภาพของพวกเขาภายใต้เงื่อนไขของดาวอังคารจำลอง

ด้วยเงินทุนที่เพียงพอและความร่วมมือระหว่างประเทศที่มีประสิทธิภาพสิ่งอำนวยความสะดวกขั้นสูงสามารถปรับปรุงคุณสมบัติหลายอย่างที่จำเป็นสำหรับการปลูกพืชให้เจริญเติบโตบนดาวอังคารภายในทศวรรษ

ซึ่งรวมถึงการปรับปรุงการสังเคราะห์แสงและ photoprotection (เพื่อช่วยปกป้องพืชจากแสงแดดและรังสียูวี) รวมถึงความแห้งแล้งและความทนทานต่อความหนาวเย็นในพืชและวิศวกรรมพืชที่ให้ผลตอบแทนสูง เราจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนจุลินทรีย์เพื่อล้างพิษและปรับปรุงคุณภาพดินดาวอังคาร

สิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นความท้าทายที่อยู่ในความสามารถของชีววิทยาสังเคราะห์สมัยใหม่

ประโยชน์สำหรับโลก

การพัฒนาพืชรุ่นต่อไปที่จำเป็นสำหรับมนุษย์ที่ยั่งยืนบนดาวอังคารก็จะมีประโยชน์อย่างมากสำหรับผู้คนบนโลก

อ่านเพิ่มเติม: ก่อนที่เราจะตั้งรกรากบนดาวอังคารมาดูปัญหาของเราบนโลก

ประชากรโลกที่เพิ่มขึ้นกำลังเพิ่มความต้องการอาหาร เพื่อตอบสนองความต้องการนี้เราต้องเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร แต่เราต้องทำโดยไม่ส่งผลเสียต่อสภาพแวดล้อมของเรา

วิธีที่ดีที่สุดในการบรรลุเป้าหมายเหล่านี้คือการปรับปรุงพืชที่ใช้กันอย่างแพร่หลายแล้ว การติดตั้งสิ่งอำนวยความสะดวกเช่นโรงงานผลิตไบโอมาร์สที่นำเสนอจะก่อให้เกิดประโยชน์อย่างมหาศาลต่อการวิจัยเกี่ยวกับพืชเพื่อความมั่นคงด้านอาหารและการปกป้องสิ่งแวดล้อม

ดังนั้นในท้ายที่สุดผู้รับผลประโยชน์หลักของความพยายามในการพัฒนาพืชผลสำหรับดาวอังคารก็คือโลก

บทความนี้ถูกตีพิมพ์ครั้งแรกในการสนทนาโดย Briardo Llorente อ่านบทความต้นฉบับที่นี่