Missione umana su marte 2024 Space X | Splash
Sommario:
- Che tipo di cibo?
- Marte: simile alla Terra ma non alla Terra
- Adattamento delle piante su Marte
- Benefici per la Terra
I preparativi sono già in corso per le missioni che atterreranno sugli umani su Marte tra una decina di anni. Ma cosa mangerebbe la gente se queste missioni alla fine portassero alla colonizzazione permanente del pianeta rosso?
Una volta (se) gli umani lo faranno su Marte, una sfida importante per qualsiasi colonia sarà quella di generare una fornitura stabile di cibo. Gli enormi costi di lancio e rifornimento di risorse dalla Terra renderanno questo poco pratico.
Gli umani su Marte dovranno allontanarsi dalla totale dipendenza dal carico spedito e raggiungere un alto livello di agricoltura autosufficiente e sostenibile.
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La recente scoperta di acqua liquida su Marte - che aggiunge nuove informazioni alla domanda se troveremo la vita sul pianeta - aumenta la possibilità di utilizzare tali forniture per aiutare a far crescere il cibo.
Ma l'acqua è solo una delle molte cose di cui avremo bisogno se vogliamo coltivare abbastanza cibo su Marte.
Che tipo di cibo?
Il lavoro precedente ha suggerito l'uso di microbi come fonte di cibo su Marte. L'uso di serre idroponiche e sistemi ambientali controllati, simili a quelli testati a bordo della Stazione Spaziale Internazionale per coltivare colture, è un'altra opzione.
Questo mese, nel diario geni, forniamo una nuova prospettiva basata sull'uso della biologia sintetica avanzata per migliorare le prestazioni potenziali della vita vegetale su Marte.
La biologia sintetica è un campo in rapida crescita. Combina i principi dell'ingegneria, della scienza del DNA e dell'informatica (tra molte altre discipline) per impartire funzioni nuove e migliorate agli organismi viventi.
Non solo possiamo leggere il DNA, ma possiamo anche progettare sistemi biologici, testarli e persino ingegnerizzare organismi interi. Il lievito è solo un esempio di un microbo del cavallo da lavoro industriale il cui intero genoma viene attualmente riprogettato da un consorzio internazionale.
La tecnologia ha progredito fino ad ora che l'ingegneria genetica e l'automazione di precisione possono ora essere fuse in impianti robotizzati automatizzati, noti come biofoundries.
Queste biofoundries possono testare milioni di disegni di DNA in parallelo per trovare gli organismi con le qualità che stiamo cercando.
Marte: simile alla Terra ma non alla Terra
Sebbene Marte sia il pianeta più simile alla Terra dei nostri pianeti vicini, Marte e la Terra differiscono in molti modi.
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La gravità su Marte è circa un terzo di quella sulla Terra. Marte riceve circa la metà della luce solare che raggiungiamo sulla Terra, ma livelli molto più alti di raggi ultravioletti nocivi (UV) e cosmici. La temperatura della superficie di Marte è di circa -60 gradi Celsius, e ha un'atmosfera sottile principalmente fatta di anidride carbonica.
A differenza del suolo terrestre, che è umido e ricco di nutrienti e microrganismi che supportano la crescita delle piante, Marte è coperto di regolite. Questo è un materiale arido che contiene sostanze chimiche perclorato che sono tossiche per l'uomo.
Inoltre, nonostante l'ultimo ritrovamento di laghi sub-superficiali, l'acqua su Marte esiste principalmente sotto forma di ghiaccio e la bassa pressione atmosferica del pianeta fa bollire l'acqua liquida a circa 5 gradi Celsius.
Le piante sulla Terra si sono evolute per centinaia di milioni di anni e sono adattate alle condizioni terrestri, ma su Marte non cresceranno bene.
Ciò significa che risorse sostanziali che sarebbero scarse e inestimabili per gli esseri umani su Marte, come l'acqua liquida e l'energia, avrebbero bisogno di essere assegnate per ottenere un'agricoltura efficiente creando artificialmente condizioni ottimali di crescita delle piante.
Adattamento delle piante su Marte
Un'alternativa più razionale consiste nell'utilizzare la biologia sintetica per sviluppare colture specifiche per Marte. Questa formidabile sfida può essere affrontata e accelerata con la costruzione di una biofoundry su Marte incentrata sulle piante.
Tale impianto automatizzato sarebbe in grado di accelerare l'ingegneria di progetti biologici e testare le loro prestazioni in condizioni marziane simulate.
Con finanziamenti adeguati e una collaborazione internazionale attiva, una struttura così avanzata potrebbe migliorare molti dei tratti necessari per far prosperare le colture su Marte entro un decennio.
Ciò include il miglioramento della fotosintesi e della fotoprotezione (per proteggere le piante dalla luce solare e dai raggi UV), così come la siccità e la tolleranza al freddo nelle piante e la progettazione di colture funzionali ad alto rendimento. Abbiamo anche bisogno di modificare i microbi per disintossicare e migliorare la qualità del suolo marziano.
Queste sono tutte sfide che rientrano nella capacità della moderna biologia sintetica.
Benefici per la Terra
Sviluppare la prossima generazione di colture necessarie per sostenere gli esseri umani su Marte avrebbe anche grandi benefici per le persone sulla Terra.
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La crescente popolazione globale sta aumentando la domanda di cibo. Per soddisfare questa domanda dobbiamo aumentare la produttività agricola, ma dobbiamo farlo senza incidere negativamente sul nostro ambiente.
Il modo migliore per raggiungere questi obiettivi sarebbe migliorare le colture che sono già ampiamente utilizzate. La creazione di strutture come la proposta di Biofoundry su Marte apporterebbe enormi benefici ai tempi di consegna della ricerca sulle piante con implicazioni per la sicurezza alimentare e la protezione dell'ambiente.
Quindi, in definitiva, il principale beneficiario degli sforzi per sviluppare raccolti per Marte sarebbe la Terra.
Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation di Briardo Llorente. Leggi l'articolo originale qui.
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