Kunnen aardbewoners op Mars leven? Dat kunnen ze als ze zelfredzaamheid ontwikkelen. NASA gokt op een multi-institutioneel team van de beste en slimste, waaronder wetenschappers van de Utah State University, om de nodige technologie te creëren en deze in handen te geven van toekomstige Mars-pioniers.

Biochemicus Lance Seefeldt en botanicus Bruce Bugbee staan ​​centraal in de $ 15 miljoen, vijfjarig project aangekondigd op 16 februari, 2017, door NASA om het nieuwe Space Technology Research Institute te initiëren, "Centrum voor het gebruik van biologische technologie in de ruimte" of CUBES.

"Het is een heel spannende onderneming, " zegt Seefeldt, professor in de afdeling Scheikunde en Biochemie van de USU. "NASA gaat verder dan projecten in een baan om de aarde en investeert in technologieën om langdurige ruimtemissies mogelijk en duurzaam te maken."

Denk aan de uitdaging die Mars-astronauten wacht, hij zegt.

"Het duurt minstens twee jaar om voorraden van de aarde naar Mars te krijgen, " zegt Seefeldt. "Die aanvoerlijn is te traag en te duur, dus nieuw aangekomen Mars-ontdekkingsreizigers zullen hun eigen voedsel moeten genereren, geneesmiddelen en infrastructuur."

Bugbee zegt dat elk grammetje van een raket de kosten opdrijft om hem de ruimte in te krijgen.

"Het algemene adagium alles is zijn gewicht waard in gouden ringen, vooral waar in de ruimte, " hij zegt.

Een professor in de afdeling Planten van de USU, Bodem en klimaat, Bugbee werkt al meer dan 30 jaar samen met NASA om regeneratieve systemen en de effecten van microzwaartekracht op planten te bestuderen.

Voedsel verbouwen en andere benodigdheden produceren, zelfs op zuurstof- en stikstofrijke aarde, is geen kleine uitdaging. Het is amper een eeuw geleden dat de Duitse chemici Haber en Bosch een manier bedachten om stikstof op te vangen, waarvan alle levende wezens afhankelijk zijn, maar geen toegang hebben vanuit de lucht, en op commerciële schaal hoeveelheden levensondersteunende meststof te produceren. Hoe zullen Mars-boeren een meer gecompliceerde taak volbrengen?

"Voor Mars, we hebben alleen koolstofdioxide, een beetje stikstof en weinig oppervlaktewater om mee te werken, ', zegt Seefeldt.

Gelukkig, de USU-chemicus reikt al verder dan Haber-Bosch omdat, zo revolutionair als het was, de technologie van de 20e eeuw is afhankelijk van fossiele brandstoffen en heeft een grote ecologische voetafdruk.

"We weten dat we stikstofbinding kunnen initiëren - het proces waarbij stikstof wordt omgezet in ammoniak - met behulp van bacteriën en dit is de richting die we zullen volgen om te bepalen hoe we deze taak op Mars kunnen volbrengen, " zegt Seefeldt. "Om dit te doen, we hebben licht nodig en hoewel het meer verspreid is op Mars dan op aarde, het is beschikbaar."

Zodra die hindernis is genomen, het gaat om voedselproductie en wie kan deze uitdaging beter aan dan Bugbee, wiens werk aan alle aspecten van het kweken van planten in gesloten systemen astronauten en kosmonauten heeft geholpen planten te kweken aan boord van de shuttle en het International Space Station (ISS). Maar dat werk is niet gedaan met het ene kleine en zorgvuldig beheerde gewas na het andere omdat, bijna 12 jaar geleden, de financiering voor NASA werd stopgezet en het bureau stopte bijna al het biologische onderzoek. Bugbee en USU-collega's Scott Jones, bodemwetenschapper en Gail Bingham, emeritus hoogleraar plantenwetenschappen, voortgezet, met Russische medewerkers, om gegevens te verzamelen en planten en groeikamers op Russische raketten naar het ISS te sturen.

"De centrale uitdaging is om voedsel te verbouwen uit gerecycled afval in een kleine, gesloten systeem, " zegt Bugbee. "Mars verkennen betekent bijna perfecte recycling van water, voedingsstoffen, gassen en plantendelen die niet worden verbruikt. We beginnen met een recycling, hydrocultuur systeem en geleidelijk uitbreiden met Marsgrond."

Hij voegt eraan toe dat het leven op Mars zal worden ondersteund door een strikt veganistisch dieet, omdat dierlijke producten te duur zijn om te produceren. Sommigen suggereren dat ruimteverkenners op de lange termijn gewoon op vitaminepillen moeten leven. gedroogd voedsel en water, maar Bugbee waarschuwt dat er genoeg is dat we niet weten over het belang van voedingsdiversiteit.

"Elke dag, we eten producten van honderden planten, " zegt hij. "De meeste diëtisten bevelen een dieet aan dat gebaseerd is op minstens honderd verschillende planten; NASA-ingenieurs zouden slechts ongeveer vijf planten willen kweken. Het antwoord ligt ergens tussenin."

Seefeldt zegt eten op tafel zetten, of het nu op aarde of op Mars is, mag niet als vanzelfsprekend worden beschouwd.

"Hier op aarde, in gebieden zoals het door droogte geteisterde Afrika, waar de infrastructuur nog niet aanwezig is om te profiteren van eeuwenoude technologie, we staan ​​nog steeds voor de uitdaging om voldoende eiwitten te produceren om hongerige mensen te voeden, "zegt hij. "Wat we leren door mensen op Mars te voeden, zal onze inspanningen op deze planeet bevorderen."

Seefeldt prijst de inspanningen van het multi-institutionele team, waaronder onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley; de Universiteit van Californië, Davis en Stanford University, evenals industriële partners Autodesk en Exacte Wetenschappen, Inc.

"We juichen in het bijzonder hoofdonderzoeker Adam Arkin van UC Berkeley toe, die deze diverse verzameling wetenschappers en expertise nam en er een gaf, sterke stem, " zegt hij. "Dit is een uitzonderlijk team en zijn inspanningen zullen geweldige kansen creëren voor studenten aan elk van deze universiteiten."