A Marson való étkezés, kihívásunk - űrkutatás
Mivel a Kepler-törvények korlátozzák a Föld és a Mars közötti utazást, a Földről nyitott indítóablakokon kívül 26 havonta semmilyen szállítás nem történhet a Mars felé. Ezen ablakok szélén a szállítás energiaköltsége nagyon gyorsan megfizethetetlenné válik, mielőtt technológiailag teljesen lehetetlen lenne. Sőt, rakétáink teherbíró képessége miatt elképzelhetetlen, hogy a szinódikus ciklushoz szükséges élelmiszertermékek tömegének egészét vagy akár jelentős részét egy tucatnyi emberrel rendelkező létesítménybe szállítsuk. Ennek következménye, hogy a Marson lévő emberi kolónia szinte minden élelmiszerét a Marson kell előállítani.
Az állatok nevelése nehezebb, mint a növények termesztése, és a nyomás alatt álló környezeten kívül lehetetlen bármit is növeszteni vagy nevelni. Következésképpen az élelmiszer-termelés alapvetően növényi jellegű lesz, és üvegházakban, akváriumokban, és mellesleg a kisállatoknak szánt, kiszolgált élőhelyeken kell gyakorolni. Az élelmiszer-előállítóknak három célkitűzésük lesz: mennyiség, változatosság, érzékszervi minőség és három speciális szempont: az egészséges környezet fenntartása termékeik számára (mind élőlények lesznek), a maximális energia- és étrendminőség az élelmiszer minimális mennyisége és tömege mellett. minimális mennyiségű újrafelhasználható hulladék.
A Marsnak hatalmas előnyei vannak a Földön kívüli más helyekkel szemben: (1) minimális gravitációt (0,38 g) kínál, amely lehetővé teszi a víz függőlegességét és áramlását; (2) a nap sugárzása („besugárzása”) pályáján (492 és 715 W/m 2 között a Föld 1321–1413 között) olyan, hogy érdemes természetes fényt használni; (3) cirkadián ritmusa elfogadható hosszúságú éjszakákkal (a Holdtól eltérően) megkönnyíti a magasabb rendű növények termesztését és az állattenyésztést; (4) légkörének közel 96% -a szén-dioxid, amelyre a növényeknek szüksége van; (5) sok helyen van vízjég, beleértve az intertrópusi zónát is; (6) nitrogén nyerhető ki a légkörből.
Az étel előállítása nem lesz olyan egyszerű a Marson, mint a Földön, de meg tudjuk csinálni. Nézzük meg a különböző fontos pontokat:
(1) a légköri sűrűség túl alacsony (kevesebb, mint a Föld százada, átlagosan 6 millibár az átlagos magassági szinten - „Datum”), az üvegházakban lélegző légköri gázokat nyomás alá kell helyezni, ami általában gyakorolják; a kontrollálható nehézség a külső és a belső tér közötti nyomáskülönbség, ezért a szivárgás és az üvegházak szerkezeti gyengeségének kockázata. Minél jobban csökkentjük ezt a különbséget, annál jobb.
(2) a legtöbb élőlénynek oxigénre van szüksége, és ezt a gázt a Marson kell előállítani, majd üvegházakba engedni; a légkörben lévő CO 2 -ből nyerhető (Sabatier reakció, marslakó vízjégből származó hidrogén hozzáadásával, de a spirulina "természetes" munkájából is - lásd alább). Megjegyzés: A CO 2 hőbomlása energiában túl drága.
(3) Biztosítani kell a növények jó légköri „keverékét”; meg kell őriznünk a Földön található mennyiségekhez és százalékokhoz hasonló mennyiségeket, az oxigént körülbelül 21% -ban, mert el kell kerülnünk a hiperoxiát, valamint a hipoxiát, a szén-dioxidot 1000 ppm-ig (a földi teljes mennyiség körülbelül 1% -át), de nem az összes idő (ez az optimális a fotoszintézishez ... amikor a fény elegendő, de az igények a fénytől és a vegetatív ciklus évszakokon át tartó alakulásától függően változnak). E két gáz mennyiségének a nyomás csökkentése mellett történő fenntartásának megoldása az optimális mennyiségük abszolút értékben tartása és a semleges nitrogén, puffergáz mennyiségének csökkentése. Így lemehettünk 0,52 bar-ra. Minimális semleges gázmennyiség alatt a tűzveszély túl nagy lesz, az oxigén pedig túl agresszív a légzőrendszer számára. Vegye figyelembe, hogy az 1000 ppm szén-dioxid növényekre érvényes, de emberekre és állatokra nem érvényes (a Föld jelenlegi szintje 400 ppm, és ez történelmileg magas arány).
(4) a marsi déli tél hosszú hónapjaiban (a besugárzás 500 W/m 2 alá csökken) vagy porviharok esetén kevés lehet a természetes fény; ezért mesterséges fénnyel kell kiegészíteni (ami energiaköltséget jelent); becsüljük (Richard Heidmann munkája) az 1000 lakos számára szükséges kiegészítő világítás átlagos teljesítményét 15 MW-on (több ezer fénycső!);