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沐鸣登录链接人类在火星上吃什么?

 
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行星科学家凯文·坎农谈到了养活这颗红色星球上100万人口的后勤问题
 
如果你问Elon Musk,私人太空旅行可能是现实在明年,和火星上的一个自我维持的城市不远了。与此同时,行星科学家Kevin大炮中佛罗里达大学和他的同事们不太关心的星际飞船发射乘客送入轨道,更感兴趣的是如何养活一个潜在的人类定居火星。在他们最近的报告中“喂养一百万人在火星上,沐鸣登录链接“大炮和丹尼尔布建模一个通向自给自足一百万定居者在100地球年坐考虑人均热量摄取,进口食品的早期,和必要的基础设施,如加压食品生产设施和地下隧道与LED照明种植植物和阳光管道。
 
是什么促使你考虑在火星上养活一百万人?
 
我一直在从事很多与太空资源相关的项目,所以使用月球或火星上的当地材料来支持太空的探索和发展。如果你想到人类需要的消耗品,你会想到氧气、水、建筑材料和食物。我们意识到,在火星表面生产食物是最具挑战性的事情之一,需要大量的加工。在我们看来,人们真的没有想得足够大。
 
你是如何得出数据的?比如人数和卡路里摄入量?
 
百万人口,这是一个武断的数字基于埃隆·马斯克说过的他的理想目标,所以我们选择这个作为基准。对于研究中的具体数字,我们从地球上获得了很多数据。例如,我们观察了平均每人每天摄入多少卡路里,然后根据一个人的年龄和活动水平来衡量。在这个计算机模型中,我们实际上代表了一群人,所以我们有男女各占一半的比例,我们有一个年龄结构。当然,儿童比老年人摄入的热量要少得多。这些都在我们的模型中考虑到了。
 
当你考虑在火星上生产食物时,你考虑了哪些实际因素?
 
真正的限制因素是你需要的土地数量。这在火星上如此重要的原因是,当你想到陆地时,沐鸣登录网址你实际上是在建造一个封闭的结构。你必须给它加压,加热,点火来保护它不受火星环境的影响。几乎没有大气。这是非常冷。所以,土地是最重要的驱动力。你需要更多的土地来种植食物,然后更多的建筑,更多的能源,等等。
 
你是如何确定哪些食物来源适合在火星上生活的?
 
我们从一个非常普遍的角度来看这个问题。我们想,好吧,让我们从植物开始,因为这是大多数人过去认为的当他们想到人们在太空任务中会吃什么。让我们再深入了解一些蛋白质来源。所以,我们研究了地球上正在发生的事情,我们研究了以昆虫为基础的食物,这些食物对火星来说非常有效,还有所谓的细胞农业。这就是从这些大型生物反应器的细胞中培养肉的想法。它实际上比人们在地球上想象的要快得多,而且它非常适合在太空中生产食物。
 
细胞农业是如何运作的?
 
它的工作原理是,你从动物身上提取细胞——你真的可以用任何动物,但人们是从鸡、牛等熟悉的东西开始的。提取这些细胞,然后在营养液中培养。这可以在一个大的不锈钢容器中完成,它看起来几乎更像是在酿造啤酒,而不是传统的农场。人们现在真正在研究的是通过在某种支架上构建这些细胞来获得正确的纹理,这种支架能让你获得不同肉类的纹理。但重点是,这是一种更可持续的生产动物蛋白的方法,而且更合乎道德,因为它不涉及在可疑的条件下饲养动物。
 
你能详细说明一下昆虫蛋白质吗?
 
在北美和欧洲,它并不是我们文化或饮食的一部分。但是如果你看得更广一些,我认为大约有20亿人经常吃昆虫作为他们日常饮食的一部分。这是一种很好的蛋白质来源,而且更可持续。与工厂化耕作相比,它不需要太多的土地和水。当然,这里面有一些粗鄙的因素。但是人们可以,例如,把蟋蟀磨成面粉,然后把它们放进饼干或薯片或类似的东西里,这样你就可以把它们藏起来,而不是大嚼整个昆虫。
 
菜单上有什么水果或蔬菜?
 
如果你看看现在在太空中所做的事情,宇航员们有一个小花园,他们可以在那里种植莴苣、西红柿和辣椒。当然,这些食物对维生素和自己种蔬菜的心理益处都很有价值。但是你不可能用这些低卡路里的蔬菜来养活这么多人口,所以你必须考虑玉米、小麦和大豆这些高卡路里的食物来养活不断增长的人口。
 
你发现什么样的技术最适合在火星上生产食物?
 
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其中很重要的一点是,你希望你的食品生产尽可能的自动化,因为这样可以腾出人们的时间去做更重要的事情。许多公司正在地球上致力于此,试图将机器人整合到农业和昆虫生产中。我认为另一件重要的事情是基因改造,特别是对植物物种的改造,以找到改善作物品种的方法,使它们更能适应火星上的恶劣环境。现在,最有希望的事情是像CRISPR这样的东西,它已经接管了生物界。已经有一些研究使用CRISPR来快速修改特定植物物种的基因组。因此,我认为这是最有希望培育出针对火星的作物品种的。
 
火星环境带来的其他挑战有哪些?
 
我们关注的一件事是在温室表面种植植物是否有意义。每当你看到一幅火星基地的艺术素描,沐鸣登陆你总会看到到处都是温室。但是我们发现在火星表面没有足够的阳光因为它离太阳更远。入射的阳光基本上就是你在阿拉斯加能得到的,而我们在阿拉斯加不种玉米和小麦是有原因的。它们生长在更南方的纬度。所以,事实证明,像温室这样的东西在火星上可能没有意义。例如,你可以在地下的隧道里种植植物和生产其他食物。
 
水从哪里来?
 
我们已经很好地掌握了火星上的水资源。它主要以地下冰的形式存在,也存在于某些矿物质中。对于像粘土和盐这样的东西,水实际上是嵌入在矿物结构中的,你可以把它们加热,然后蒸发掉。一旦你提取了这些水,就很容易有效地循环利用水。我认为在空间站,大约97%的水被回收再利用。很明显,从一开始开采这些水就是一个工程上的挑战,但是一旦你建了一个水库,你就应该能够在你建造的这个封闭的生态系统中相当有效地回收这些水。
 
根据研究结果,你会支持人类在火星上定居吗?
 
是的,我认为如果我们看看SpaceX公司正在做什么,他们已经在建造运载货物和前往火星的飞船。我们已经走上了这条路,问题是:谁会去?会是太空机构吗?会是游客吗?一个定居点或一个城市将如何建立?但我认为这在短期内肯定是可行的。
 
这些知识如何应用于地球上的生命?
 
这几乎是一个巧合,火星对你的约束——缺乏大气,寒冷迫使你以一种比我们在地球上更可持续的方式生产食物。所以,从工厂化农业,从大规模生产乳制品和动物蛋白,到考虑这些替代品,比如昆虫和细胞农业,所有这些做法都比我们目前在地球上做的更可持续。这是一种副产品,在火星上开发这种东西可以帮助我们以一种更负责任的方式在地球上生产食物。