کشاورزی در مریخ ؛ چگونه در مریخ محصولات غذایی تولید کنیم؟

کشاورزی در مریخ یکی از گام‌های نخست برای استعمار این سیاره است. تحقیقات در این راستا می‌تواند به روند بهبود امنیت غذایی و حفاظت زیست محیطی بر روی زمین هم کمک کند. در این نوشتار به این سوال پاسخ می‌دهیم که انسان چگونه می‌تواند در مریخ محصولات غذایی تولید کند؟

در حال حاضر پروژه‌های زیادی توسط سازمان‌های مخنلف دولتی و خصوصی در دست توسعه هستند تا بتوانند در طول یک دهه آینده یا بیشتر انسان را به سطح سیاره مریخ برسانند. یم ماموریت بلندپروازانه که جنبه‌های مختلفی دارد. کلنی کردن مریخ همواره به عنوان یکی از راه‌های ادامه بقای انسان مطرح بوده است. اما یک پرسش کلیدی وجود دارد. فرض کنیم این ماموریت‌های سرنشین‌دار به سوی مریخ در نهایت روزی منجر به استقرار انسان‌ها و ساخت پایگاه در مریخ شود، در این حالت ما قرار است آنجا چه بخوریم و از چه تغذیه کنیم؟ آیا قرار است با خود آذوقه ببریم یا غذای خود را همانجا تهیه کنیم؟

اگر روزی انسان بتواند قدم روی سیاره سرخ بگذارد، بزرگترین چالشی که با آن مواجه است این است که از چه منبع غذایی پایداری استفاده کند. یک پاسخ این است که از زمین با خود غذا ببریم. اما با درنظر گرفتن هزینه‌های بالای پرتاب فضاپیما برای تامین منابع غذایی، این پاسخ با احتمال بالایی غیرعملی است. انسان‌های روی سیاره مریخ باید به طور کامل نسبت به محموله‌های ارسالی از زمین بی‌نیاز باشند. آنها باید به سطحی از خوداتکایی و کشاورزی پایدار دست پیدا کنند. اما کشاورزی در مریخ چگونه خواهد بود؟

کشاورزی در مریخ ؛ چگونه در مریخ محصولات زراعی بکاریم؟

احتمالا فیلم مریخی (Martian 2015) را دیده‌اید. آنجا که فضانورد ناسا مارک واتنی، با بازی مت دیمون، در مریخ گرفتار می‌شود و برای ادامه زندگی خود، به عنوان یک گیاه‌شناس، تلاش می‌کند تا سیب زمینی کشت کند و البته که موفق هم می‌شود.

فیلم مریخی
در بخشی از فیلم مریخی ساخته ریدلی اسکات، کارکتر مارک واتنی، که یک گیاه‌شناس است، پس از آنکه متوجه شد در مریخ تنها است تصمیم گرفت زنده بماند. او نتیجه گرفت که موضوع اصلی غذاست و با استفاده از مدفوع انسانی به عنوان کود و سوخت موشک به عنوان راهی برای تولید آب، توانست در زیستگاه خود در مریخ، غذای خود را تامین کند. (اعتبار : Business insider)

اخیرا اکتشافی انجام شد که نشان می‌دهد در زیر سطح مریخ، جایی در قطب جنوب این سیاره آب مایع وجود دارد. این اکتشاف مجددا برای پاسخ به این سوال که آیا حیات بر روی مریخ وجود دارد یا خیر، اطلاعات جدیدی ارائه می‌دهد. به علاوه این احتمال را تقویت می‌کنید که ما شاید بتوانیم با انتقال محموله‌های به این سیاره، ایده کشاورزی در مریخ را عملی کنیم.


بیشتر بخوانید : کشف دریاچه‌ای از آب مایع در مریخ ؛ پنجره‌ای جدید برای جستجوی حیات


اما برای توسعه نوعی پایدار از کشاورزی در مریخ که مواد غذایی ما را تامین کند، ما به چیزهای زیادی نیاز داریم که آب یکی از آنهاست.

چه نوع کشاورزی مناسب مریخ است؟

مطالعات پیشین نشان می‌دهند که ما باید از میکروب‌ها به عنوان منبع غذایی در مریخ استفاده کنیم. استفاده از گلخانه‌اای هیدروپونیک و سیستم‌های محیطی کنترل شده مشابه آن روش‌هایی که در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) برای پرورش مواد غذایی مورد آزمایش قرار گرفته‌اند نیز یکی دیگر از گزینه‌های موجود است.

ماه گذشته مقاله‌ای در ژورنال Genes به چاپ رسید که بر اساس استفاده از بیولوژی سنتزی بهبودیافته، چشم انداز جدیدی برای تقویت پتانسیل‌های پرورش گیاه و کشاورزی در مریخ ارائه کرد‌. بیولوژی سنتزی تلاش دارد تا مرحله رشد در گیاه را تسریع کند. این حوزه مطالعاتی مهندسی، علوم مرتبط با DNA و علوم کامپیوتری و بسیاری از شاخه‌های دیگر را با یکدیگر ترکیب می‌کند تا به عملکرد بهبود یافته‌ای از زندگی ارگانیزم‌ها دست پیدا کند.


بیشتر بخوانید : دانشمندان می‌گویند، استعمار مریخ غیرممکن است


با استفاده از بیولوژی سنتزی نه تنها می‌توانیم دی‌ان‌ای را بخوانیم، بلکه می‌توانیم سیستم‌های زیستی طراحی، آنها را آزمایش و حتی کل ارگانیزم را مهندسی کنیم. به عنوان یک مثال موفق از یک میکروب صنعتی می‌توانیم به مخمر اشاره کنیم. در حاا حاضر ژنوم مخمر توسط یک کنسرسیوم بین‌المللی به طور کامل باز مهندسی شده است.

این تکنولوژی مدت‌هاست که در حال توسعه و پیشرفت است. اتوماسیون و مهندسی ژنتیک دقیق که در نتیجه استفاده از نتیجه پیشرفته بوجود آمده است، لقب “زیست‌کارخانه” را به این علم داده است. این زیست‌کارخانه‌ها می‌توانند میلیون‌ها طراحی DNA را به طور موازی مورد آزمایش قرار دهند تا ارگانیزم‌هایی با کیفیت‌ها مطلوب ما را پیدا کنند.

آیا محیط مریخ شباهتی به زمین دارد؟

درست است که دائما می‌شنویم مریخ یکی از شبیه‌ترین سیارات به زمین در میان تمام اجرام همسایه‌مان است،‌ اما سیاره سرخ تفاوت‌های زیادی با کره خاکی ما دارد. گرانش در سیاره مریخ حدود یک سوم زمین است. حدودا به میزان نیمی از تابش خورشیدی را که ما در زمین دریافت می‌کنیم،‌ در مریخ وجود دارد. با این وجود میزان اشعه‌های مضر ماورای بنفش (UV) و تابش‌های کیهانی در مریخ بیشتر است.

دمای سطح سیاره سرخ به طور میانگین منفی درجه سانتی‌گراد است. به علاوه اتمسفر نازکی دارد که عمدتا از کربن‌دی‌اکسید تشکیل شده است. بر خلاف خاکِ زمین که مرطوب است و از مواد عذایی و میکروارگانیزم‌هایی که از رشد گیاهان پشتیبانی می‌کنند، غنی است، سطح مریخ از رگولیت (Regolith) تشکیل شده است. رگولیت ماده خشکی است که شامل مواد شیمیایی حاوی پرکلرات است که برای انسان‌ها سمی هستند.


بیشتر بخوانید : ۱۰ مورد از شبیه‌ترین مکان‌ها به مریخ ؛ از کو‌ه‌های مریخی چابهار تا کویر لوت ایران


علی‌رغم کشف اخیری که از وجود یک دریاچه آب مایع در زیر سطح مریخ خبر می‌دهد، آب در مریخ عموما به شکل یخ وجود دارد و فشار جوی کم سیاره دمای جوش آب را به  درجه سانتی‌گراد رسانده است.

در طول صدها میلیون سال گذشته گیاهان بر روی زمین تکامل پیدا کرده‌اند و به شرایط زمینی آموخته شده‌اند. بنابراین انتظار نمی‌رود که گیاهان به این خوبی روی مریخ نیز رشد داشته باشند. این بدان معناست که منابع اساسی که برای انسان بر روی مریخ نادر و گرانبها خواهند بود، مانند آب مایع و انرژی، می‌بایست طی یک کشاورزی کارآمد و با تولید مصنوعیِ شرایط بهینه رشد گیاه تامین شوند.

آیا گیاهان با محیط مریخ سازگار خواهند شد؟

یک جایگزین منطقی‌تر به جای کشاورزی در مریخ استفاده از بیولوژی سنتزی برای توسعه محصولات در مریخ است. این چالش به غایت دشوار را می‌توان با ساخت یک زیست‌کارخانه متمرکز بر گیاه در مریخ مرتفع کرد. در این راستا تجهیزات اتوماتیک پتانسیل سرعت بخشیدن به روندِ مهندسیِ طراحی‌های زیستی و آزمودن عملکرد آنها تحت شرایط شبیه‌سازی شده مریخ را دارند.


بیشتر بخوانید : با مناطق گردشگری در مریخ آشنا شوید ؛ پیک نیک در سیاره سرخ!


در صورتی که سرمایه‌گذاری‌های متناسب و همکاری‌های بین‌المللی فعال بوجود بیاید، چنین امکانات پیشرفته‌ای می‌تواند منجر به بهبود بسیاری از ویژگی‌های مورد نیاز برای ساخت محصولاتی زراعی، که برای یک دهه در مریخ رشد داشته باشند، شود. از جمله این موارد می‌توان به بهبود عملکرد فتوسنتز و حفاظت نوری (حفاظت نوری به معنای ایمن ساختن گیاهان در برابر تابش نور خورشید و اشعه ماورای بنفش است.) مقاومت در برابر خشکی و سرما،‌ مهندسی در راستای بهبود عملکرد محصولات نیز از دیگر زمینه‌هایی است که باید در آنها پیشرفت‌هایی صورت گیرد. همچنین ما نیاز داریم تا میکروب‌ها را برای سم‌زدایی و بهبود کیفیت خاک مریخ تغییر دهیم.

همه این موارد چالش‌هایی هستند که بیولوژی سنتزی مدرن یارای مرتفع کردن آنها را دارد.

فواید کشاورزی در مریخ برای زمین

توسعه نسل جدیدی از محصولات کشاورزی که برای تداوم حضور انسان بر روی سیاره سرخ مورد نیاز خواهد بود، به نوبه خود می‌تواند برای انسان‌های روی زمین نیر فوایدی را به همراه داشته باشد. سیر تصاعدی افزایش جمعیت جهانی در طول دو قرن گذشته، افزایش تقاضاها برای غذا را نیز به دنبال داشته است. برای مرتفع کردن این درخواست ما چاره‌ای نداریم جز اینکه بهره‌وری کشاورزی خود را افزایش دهیم. اما برای انجام اینکار حق نداریم تاثیرات منفی بر روی محیط زیست‌مان بگذاریم.

کشاورزی در مریخ
پرورش گیاه تنها راه زنده ماندن یک کلنی در مریخ نیست، اما می‌تواند نقش بسیار عظیمی داشته باشد. یکی از فواید گیاهان کاهش استرس و نگرانی است؛ به همین دلیل است که فضانوردان در ایستگاه فضایی در زیستگاه خود گیاهانی مانند خیار کشت می‌کنند. (اعتبار : fit.edu)

بهترین راه برای تحقق این اهداف، بهبود محصولاتی است که تا پیش از این به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گرفتند. استفاده از تجهیزاتی مانند زیست‌کارخانه‌ها در صرفه جویی در زمانِ تحقیقاتی که در امنیت غذایی و حفاظت زیست‌محیطی کاربرد دارند، کاربردهای بسیار زیادی دارند. در نتیجه تلاش برای تووسعه محصولات غذایی برای مریخ بیشترین نفع را در وهله اول برای کره خاکی ما دارد.

بیشتر بخوانید :

منبع : Space



ارسال نظر