O que será necessário para alimentar um milhão de pessoas em Marte?

Em 2017, Elon Musk apresentou seus grandes planos para o futuro da SpaceX, a empresa que levaria a humanidade a Marte. Ao longo de décadas, dezenas de milhares de voos da Starship levariam um milhão de seres humanos para a superfície do Planeta Vermelho, o mínimo que Musk espera que seja necessário para criar uma civilização auto-sustentável.

O número de detalhes em um esforço como esse é incompreensível. E a gravidade reduzida, a exposição à radiação e a loucura espacial? E quanto a voos de volta? Peças de reposição? Materiais de construção?

O que todo mundo vai comer?

De todas as tecnologias que precisamos dominar para que alguém viva em Marte, e muito menos um milhão de seres humanos, a comida pode ser um dos maiores desafios.

Isso ocorre porque Marte não traz quase nada para a mesa quando se trata de cultivar a grande quantidade de alimentos que os humanos precisam. Não achamos que haja plantas e animais nativos, e a Terra não pode continuar reabastecendo uma colônia de Marte para sempre com pacotes de cuidados em casa. Isso derrota toda a ideia de auto-suficiente.

Os marcianos precisarão produzir sua comida localmente. E isso significa aproveitar tudo à sua disposição no Planeta Vermelho, usando a mais recente tecnologia de produção de alimentos para manter todos alimentados.

Mas eles vão escalar até um milhão de pessoas?

Sempre assumimos que os astronautas que trabalham em Marte se alimentariam cultivando culturas terrenas em condições simuladas da Terra. Mas isso requer muita energia, espaço e materiais. Pode não ser necessário. A ilustração de um artista de uma estufa em Marte. Crédito de imagem: SAIC

Em um novo artigo publicado no Journal New Space chamado " Feeding One Million People on Mars ", Kevin M Cannon e Daniel T. Britt fornecem uma visão geral das tecnologias que precisarão ser usadas para a produção de alimentos marcianos e quais serão suas limitações estar.

Obviamente, você não pode cultivar plantas diretamente na superfície de Marte, o frio congelante e a baixa pressão atmosférica acabariam com uma planta antes que ela pudesse brotar de uma semente. Não há material orgânico utilizável no regolito marciano, e a camada superior ainda contém percloratos tóxicos.

A idéia tradicional é que os jardineiros marcianos cultivem suas colheitas em estufas gigantes, iniciando as plantas no regolito com mais material orgânico. Você viu o marciano, sabe o que estou descrevendo. 

O protótipo de estufa está sendo projetado para fornecer aos astronautas uma dieta vegetariana contínua. Imagem: Universidade do Arizona.

E deve ser relativamente simples lavar o regolito para remover os percloratos.

Mas, de acordo com Cannon e Britt, isso provavelmente não será o caso no começo. As plantas marcianas não tocam o regolito. Em vez disso, eles serão cultivados hidroponicamente em soluções ricas em nutrientes usando suprimentos trazidos da Terra. 

Deixe-me mostrar um exemplo específico de como isso pode ser.

Um dos lugares mais hostis da Terra para a vida humana é a Antártica, mas em 2018, os cientistas da Estação Neumayer II da Alemanha, na Antártica, colheram uma enorme safra de vegetais que foram cultivados de forma completamente hidropônica. 

EDEN ISS em construção na Antártica. Crédito: DLR

Eles foram cultivados na estufa EDEN ISS , que é um ambiente de cultivo completamente independente com luzes de cultivo de LED, nutrientes hidropônicos e controle atmosférico.

Ao longo de 9,5 meses , eles foram capazes de produzir 268 kg de alimentos usando apenas 12,5 metros quadrados de espaço. Eles foram capazes de cultivar pepinos, alface e tomate com um sabor tão bom quanto o que você pode cultivar em seu próprio jardim.

Uma pessoa precisava de uma média de 3-4 horas por dia de esforço para cultivar as plantas.

Bandejas crescentes dentro da EDEN ISS. Crédito: DLR

Não há razão para pensar que essa técnica não funcione em Marte, embora gerenciar a atmosfera seja mais desafiador, pois você não pode simplesmente abrir uma janela quando ela estiver um pouco úmida na estufa.

Preocupado com a baixa gravidade? Já sabemos que é possível cultivar plantas no espaço. Há um experimento a bordo da Estação Espacial Internacional, chamado Veggie Plant Growth System , que foi instalado em maio de 2016.

Os astronautas da NASA Kjell Lindgren (ao centro) e Scott Kelly (à direita) e Kimiya Yui (à esquerda) do Japão consomem alimentos cultivados no espaço pela primeira vez, desde o sistema de crescimento de plantas Veggie na Estação Espacial Internacional em agosto de 2015. Crédito: NASA TV

Esta pequena estufa contém três tipos diferentes de alface, cultivada em meio hidropônico com luzes LED de cultivo. Os astronautas colhem regularmente a alface e fazem saladas usando curativos enviados da Terra.

Uma versão ampliada é chamada de Advanced Plant Habitat , que é uma câmara crescente do tamanho de um frigobar. Ele foi projetado para testar como diferentes plantas respondem à microgravidade e é quase totalmente autônomo, regulando a temperatura, os nutrientes e a água. 

Recentemente, o sistema foi usado para cultivar trigo anão em microgravidade, e parecia bastante normal.

Trigo anão que cresce no Advanced Plant Habitat. Crédito: NASA

Quais plantas você deve cultivar quando pode começar a cultivar no regolito marciano? Edward Guinan, professor de Villanova, recentemente realizou um experimento com sua turma de astrobiologia, chamada The Red Thumbs: Mars Garden Project . 

Eles testaram o quão bem diferentes plantas cresceriam no regolito marciano simulado e, o mais importante, como elas são provadas? Acontece que cevada, manjericão, couve, lúpulo, cebola, alho, alface, batata doce e hortelã se deram bem.

Deixe-me reiterar para que fique claro; lúpulo e cevada cultivados em Marte, têm um sabor tão bom quanto quando cultivados na Terra. Eu vou tomar uma cerveja marciana.

Ok, então o que mais há no menu para Marte? 

De acordo com o artigo que mencionei anteriormente, Cannon e Britt sugerem que obteríamos nossa proteína das plantas e dos grilos. Eles estão cheios de proteína, mas são mais fáceis de cultivar do que um rebanho de gado, e há muitas empresas aqui na Terra que ficariam felizes em vender grilos em quase qualquer forma comestível que você possa imaginar.

Existem também alguns avanços incríveis na carne cultivada , com biorreatores produzindo hambúrgueres de carne e frango que nunca estiveram em um animal.

Cannon e Britt construíram um modelo para simular as necessidades alimentares de uma população em Marte, crescendo para um milhão de pessoas ao longo de 100 anos terrestres. Eles assumiram que os colonos chegariam 150 de cada vez em foguetes da Terra e levaram em consideração as taxas naturais de nascimento e morte. Eles também assumiram que haveria nascimentos saudáveis ​​em Marte e um aumento natural da população local.

Eles calcularam que seriam necessários quase 200.000 navios de suprimento se nenhum alimento fosse cultivado em Marte para manter os habitantes alimentados. Mas se eles conseguissem iniciar sua operação local de alimentos, esse número cairia para pouco mais de 50.000 navios de abastecimento ao longo dos 100 anos.

Ilustração artística de uma nave espacial SpaceX pousando em Marte. Crédito: SpaceX

Eles poderiam alcançar a auto-suficiência em 40 anos se mais trabalho fosse reservado para a agricultura, com navios cargueiros carregando mais suprimentos agrícolas. Isso significa menos comida, mais equipamentos hidropônicos e luzes acesas, mas com o tempo as vantagens realmente aumentam. Eles precisariam apenas 6.500 entregas de comida.

E se todos concentrassem todos os seus esforços na produção de alimentos, poderiam alcançar a autossuficiência completa em cerca de 20 anos, com apenas 209 entregas de alimentos.

Com cada pessoa exigindo 46 metros quadrados de terra, o espaço crescente acabaria exigindo 46 quilômetros quadrados. Isso pode ser feito em túneis com cerca de 4 metros de diâmetro. 14.500 quilômetros de túneis. 

Máquina de perfuração da empresa de perfuração. Crédito: Boring Company

Incrivelmente, uma única máquina de tunelamento da Boring Company poderia fabricar todos esses túneis, se necessário, ao longo de 53 anos.

Quer ser uma das pessoas que viaja para Marte, mas o seu voo Starship ainda não está reservado? Boas notícias, você pode adaptar sua dieta imediatamente. Os pesquisadores têm um site complementar chamado Eat Like a Marciano , com um guia gratuito que permite que você coma os tipos de frutas, produtos de insetos e carnes cultivadas que serão a base de uma dieta marciana.

Embora atualmente seja ficção científica imaginar uma colônia humana permanente em Marte, as melhorias na tecnologia têm uma maneira de tornar a ficção científica eventualmente realidade. 

E mesmo que Marte não seja um ótimo lugar para se viver, essas mesmas tecnologias serão necessárias para qualquer colônia autossustentável, seja na Lua, em um asteróide ou em estações espaciais de gravidade artificial na Lua-Terra. Pontos Lagrange.

De fato, essas tecnologias nos ajudarão a alimentar os humanos que já vivem aqui na Terra, produzindo um impacto menor no meio ambiente.

Aconteça o que acontecer, devemos dominar a tecnologia da produção de alimentos, em qualquer ambiente.

Fonte - Universe Today