https://bodybydarwin.com
Slider Image

Leren boeren op Mars kan de landbouw op aarde zelfs redden

2020

Toen ik voor het eerst met Gene Giacomelli sprak, keek hij uit op een aardgebonden wijngaard.

Wijnproeverij die middag in Napa Valley in Californië, Giacomelli was de eerste missie om zijn zoon, een wijnbouwer, te bezoeken. Maar de plantenwetenschapper beweerde dat zijn weekend ook zou worden besteed aan het uitvoeren van belangrijk wetenschappelijk onderzoek. "Natuurlijk gaan we op een dag wijn bottelen op een andere planeet, zei hij vanaf zijn zitstok achter in een pick-up.

Al meer dan tien jaar heeft Giacomelli een project begeleid met de National Science Foundation om voedsel te verbouwen op Antarctica, dat NASA en anderen zien als een passend facsimile van hoe het leven op de maan en Mars zou kunnen zijn. Hoewel het publieke doel van het project is om beter te begrijpen hoe landbouw in de ruimte zou werken, hoopt Giacomelli ook de landbouw hier op aarde te verbeteren. Blijkt dat deze doelen snel kunnen samenkomen. Als de mensheid ervan overtuigd kan worden dat het te vroeg is om deze planeet voor de volgende te verlaten, kunnen ontwikkelingen in de landbouw voor Mars naar huis komen om te slapen in Napa Valley - en in het hele land.

Zoals zowat iedereen al weet, ondervindt deze planeet momenteel enkele behoorlijk ongekende uitdagingen. Zozeer zelfs dat Stephen Hawking deze week beweerde dat we slechts 100 jaar hebben om mensen ergens anders in de Melkweg op te zetten of dat onze hele soort zal uitsterven. Zijn uitspraak is nogal twijfelachtig, maar het is waar dat onze toekomst er nogal somber uitziet.

Neem Californië. Tot deze winter was de staat al jaren verstikt door droogte. Het gebrek aan regenwater leidde tot een overmatig gebruik van grondwaterreservoirs op landbouwgronden. Nu zinkt de vruchtbare binnenvallei van de staat in feite - snel 2 voet per jaar - terwijl de waterspiegel leegloopt als een geperforeerde ballon onder het oppervlak. En hoewel de droogte tijdelijk werd weggenomen door een recente sneeuwstorm, zal het volgens de meeste schattingen spoedig terugkeren. Eerlijk gezegd lijkt de toekomst van de staat veel op de moderne Mars.

De vierde planeet heeft geen bekende bronnen van klaar water en regelmatige stofstormen overspoelen grote delen van de planeet. Om het te vormen, zouden we kernwapens of kunstmatig gestimuleerde opwarming van de aarde nodig hebben. Zelfs dan zouden deze processen wel 100.000 jaar kunnen duren om de planeet zelfs bijna bewoonbaar te maken. Californië droogt misschien op, maar het biedt onze natie nog steeds alles van amandelen en avocado's, terwijl het zelfs de meest robuuste cactus kweekt een plant waarvan bekend is dat hij precies het tegenovergestelde is van hoog onderhoud is moeilijk voor te stellen in het Borealis-bekken van Mar .

En toch lijken velen de schadelijke problemen van Californië te hebben opgegeven, terwijl ze Mars als speelplaats voor innovators vasthielden. Met de juiste man en een goed plan lijkt het verhaal te gaan, onze naaste buur zal binnenkort bewoonbaar zijn. Elon Musk, een zelfbenoemde ruimtekolonisatieposter, test actief jumpsuits en raketten in de ruimte die bedoeld zijn om ons naar Mars te brengen. NASA en de European Space Agency hebben hem vergezeld in de rage, hun eigen maan kassen en nieuwe rovers door de beltoon.

Temidden van de horror en de heisa, smeekt er een vraag: als we geloven dat we een kleine kolonie mensen kunnen voeden met voedsel dat is geteeld in een onherbergzame, waterloze en zuurstofvrije woestenij, waarom kunnen we dan geen manieren vinden om landbouw op de planeet die we al kennen? Om het wat beter te zeggen, wat is echt het verschil tussen duurzaam leven op Mars vandaag of in Californië over 100 jaar?

Het is niet bepaald een technologische barrière. Als iemand zegt dat het op dit moment gemakkelijker is om naar Mars te gaan dan de planeet waarop we ons al verbeteren te verbeteren, liegen ze waarschijnlijk. Bovendien zijn de verheven doelen van off-Earthers zoals Musk alleen versterkt door echte en relatief recente technologische doorbraken op deze planeet. "Als je naar buiten kijkt, kom je met veel innovaties, zoals we in het ruimteprogramma hebben gezegd, NASA's voormalige historicus Steven Dick. In de jaren 1990 waren LED-lampen gepatenteerd voor plantengroei en konden boeren meer en grotere planten laten groeien in minder ruimte en tijd. de ontwikkeling van hydrocultuur techniqueswhere planten worden geteeld zonder soilis waardoor astronauten aan boord van het internationale ruimtestation ISS om hun eigen salade mix groeien in zero gravity.

Giacomelli en zijn team hebben deze en andere innovaties verwerkt in hun ontwerp van een voorgestelde gesloten maankas. In theorie zouden astronauten de helft van het voedsel kunnen produceren dat ze elke dag nodig hebben en al het water kunnen genereren dat ze nodig hebben om te drinken en zuurstof die ze nodig hebben om te ademen terwijl ze op Mars wonen. "Zie het als een biologische robot die Giacomelli zegt over zijn systeem, waarvan hij denkt dat het een cilinder van 18 bij 8 voet is, ongeveer de grootte van een zwembad in de achtertuin. De urine van een astronaut zou worden gereinigd en verwerkt en aan planten worden gevoerd. De planten zou hydroponisch groeien en gevoed worden door LED-lampen aangedreven door zonnepanelen, of zelfs een draagbare kernreactor. Terwijl de planten groeien, zouden ze vochtigheid produceren, die zou worden geëxtraheerd en gecondenseerd in drinkwater. De cyclus zou zich steeds herhalen. " Je houdt de planten in leven en ze houden je in leven, zegt Giacomelli.

Maar na jarenlang het idee te hebben verfijnd, blijft het prototype van Giacomelli precies dat - een proof of concept, geen echte, gemene machine voor het maken van groen. Hoewel we het systeem hier en nu kunnen gebruiken, lijkt de wil om de technologie op aarde te implementeren beperkt tot Giacomelli zelf. Hij zegt dat het systeem waarschijnlijk een verzinsel zal blijven totdat NASA of een ander bureau zijn charter aan Mars vastlegt.

Andere ruimtebedrijven in de ruimte hebben scepticisme ervaren bij aardbewoners. Toen Dickson Despommier voor het eerst het idee van een verticale boerderij voorstelde, waren mensen zeker geïntrigeerd. Maar ze beschouwden het meer als een wetenschappelijk project dan als een levensvatbare agrarische revolutie. "Ze dachten dat landbouw zo natuurlijk was om dat te doen, 'Hoe kun je dat in een gebouw stoppen?'", Zegt Despommier. "Ze denken niet aan de Dust Bowl, ze denken niet aan mislukte oogsten, aan droogte in Californië, aan plagen en sprinkhanen en vogels die de zaden eten." We verzuimen te denken aan alle onnatuurlijke dingen die we al hebben gedaan, betoogt hij, en de grote uitdagingen die de natuur blijft bieden.

In de tussenliggende decennia heeft verticale landbouw - waarbij dicht opeenvolgende gewassen in gesloten ruimtes worden gestapeld en hydrocultuur en LED-technieken worden gebruikt om ze te telen - de landbouw niet revolutionair veranderd. Maar het is een steeds belangrijker onderdeel van een langzaam diversifiërende landbouwsector. Er zijn ongeveer 100 boerderijen in bedrijf in de Verenigde Staten, zegt Despommier, en nog veel meer over de hele wereld. Eenvoudige kassen die afhankelijk zijn van zonlicht en traditionele meststoffen zijn breder overgenomen, met meer dan 230 miljoen vierkante voet aan kasproductie in eigen land. Hoewel nog steeds afhankelijk van natuurlijke krachten zoals licht, zijn kassen een noodzakelijke schakel in de evolutie van de landbouw, waardoor seizoensgewassen zoals tomaten het hele jaar door kunnen worden geteeld.

Dat komt deels omdat de opbrengst uit een kas qua kosten gelijk is aan de buitenlandbouw, maar verticale landbouw en andere ruimtetijdtechnieken zijn nog steeds prijzig - hoewel niet langer onbetaalbaar. Daniel Schubert, expert op het gebied van ruimtefarms bij het Duitse ruimteagentschap, heeft twee studies uitgevoerd om deze aanhoudende economische kloof te analyseren. Vijf jaar geleden ontdekte hij dat het kweken van organisch materiaal met hydrocultuur en LED-verlichting $ 12, 80 meer per kilo kost dan de traditionele landbouw op het Duitse platteland. Dit was teleurstellend, maar hij voorspelde - en is gekomen om te bewijzen - dat de prijs zelfs zou uitkomen naarmate de instrumenten van de handel breder beschikbaar kwamen en boeren efficiënter werden in dit nieuwe medium. Afgelopen herfst bleek uit een nieuwe studie dat de huidige kosten slechts $ 3, 20 meer per kilo bedragen en waarschijnlijk blijven dalen. Hij denkt dat dit laat zien dat technologie die is ontworpen voor de verste ruimte kan worden geïmplementeerd in onze eigen buurt.

Naast deze doorbraken zijn er momenteel een miljoen andere grondgebonden landbouwinnovaties aan de gang. In Italië testen onderzoekers de wateren - letterlijk - om te zien of onderwaterlandbouw echt levensvatbaar is. Monsanto en andere onderzoekers werken aan de ontwikkeling van zaden die bestand zijn tegen zout en droogte.

Ondanks deze opwaartse trend voor alternatieve landbouwmethoden, lijkt het nog steeds sneller te gaan op de tekentafel van Musk voor Mars dan op de grond in Californië. Gevaarlijke verstoringen van het oude evenwicht van de aarde treden ondertussen sneller op dan ooit. In de volgende eeuw zal Californië waarschijnlijk nog beter bestand zijn tegen onze huidige praktijken, tenzij CO2-emissies uit het verleden opnieuw worden opgenomen en toekomstige voetafdrukken worden verminderd. En Mars blijft waarschijnlijk onherbergzaam, zelfs als een bemande missie eindelijk zijn dunne en stoffige atmosfeer doorbreekt.

Dick, de ruimtehistoricus, heeft gelijk dat we geduwd worden om te innoveren als we nadenken over wat nieuw en volgende is. Maar ik kan niet de enige zijn die een beetje droog en leeggelopen voelt - zoals het krijtachtige ruimte-ijs dat we als kinderen proefden - wanneer ik geconfronteerd word met het vooruitzicht om deze planeet op te geven om een ​​andere te volgen. Misschien moeten we nadenken over wat kolonisatie van bijna elke centimeter van de aarde de planeet heeft aangedaan voordat we naar de volgende gaan. En misschien is wat we moeten ontdekken niet de belofte van een nieuwe planeet, maar de vastberadenheid om de fouten die we al hebben gemaakt recht te zetten.

Ruimtesperma maakt gezonde muisbabys op aarde

Ruimtesperma maakt gezonde muisbabys op aarde

De magnetische pool van de aarde beweegt sneller dan verwacht

De magnetische pool van de aarde beweegt sneller dan verwacht

Dit gebouw dat aan een asteroïde hangt, is absurd - maar laten we het even serieus nemen

Dit gebouw dat aan een asteroïde hangt, is absurd - maar laten we het even serieus nemen