NASA har lagt fram planer på att skicka människor till Mars på 2030-talet, men förvänta dig inte att dessa besökare på den röda planeten kommer att odla färska produkter på den steniga sfären på samma sätt som astronauten och botanikern Mark Watney gör i ”The Martian”.”
(Spoilervarning) I filmen, när Watney (spelad av Matt Damon) blir strandsatt på Mars, planterar han potatis i ett växthus med hjälp av marsiansk jord och sitt eget ”metaboliska avfall”. Och det fungerar: Han kan hålla sig vid liv i mer än ett år och lever till stor del på potatis.
Tyvärr är filmen ”The Martian”, som gick upp på biograferna i fredags (2 oktober), ganska realistisk, men att odla mat på Mars skulle inte gå till på exakt samma sätt som det beskrivs på filmduken. Och det skulle ta hundratals år innan den röda planeten skulle kunna odlas utan skyddande växthus, enligt Paul Sokoloff, botaniker vid Canadian Museum of Nature.
Hotellets utmaningar inom jordbruket
Martiernas jord saknar de näringsämnen som finns i jordens jord, och den är också fin, vilket innebär att vatten sannolikt skulle sippra igenom den mycket snabbare än vad det skulle göra på jorden. Att använda mänsklig bajs eller andra gödselmedel skulle kunna ge en snabb ökning av näringsämnen, till exempel kväve, och kan också förändra jordens struktur så att den skulle hålla fast vid vatten längre, säger Sokoloff, som förra året var besättningsmedlem vid Mars Desert Research Station i Hanksville, Utah.Jordisk jord får sitt kväve från atmosfären, även om kväve från atmosfären är i en form som inte är lätt för växter att använda. För att omvandla kväve till en bättre ”mat” för växter ”fixerar” bakterier det.
”På jorden fixeras mycket kväve i vår jord av bakterier som finns i rötterna på olika växter, till exempel baljväxter”, säger Sokoloff till Live Science. ”På lång sikt skulle man vilja ha ett sätt att fixera kväve i jorden där.”
Martens jord innehåller också obehagliga kemikalier, så kallade perklorater, som måste avlägsnas kemiskt för att växter ska kunna växa där, sa Sokoloff.
Och så finns det gravitationen. Mars har ungefär en tredjedel av jordens gravitation. Även om experiment har visat att vissa växter kan växa relativt normalt i mikrogravitation på den internationella rymdstationen ISS, finns det egentligen inget sätt att efterlikna den röda planetens ”tyngdlöshet”.
”Växter använder gravitationen som ett sätt att orientera sig, så vissa växtarter kan vara förvirrade eller inte”, säger Sokoloff.
Till exempel växte pilplantor som togs upp till ISS snett eftersom de i mikrogravitationen aldrig utvecklade sin orienterande ”rot-skjut-axel”, sade Sokoloff.
En studie från 2014 i tidskriften PLOS ONE visade att tomat-, vete-, krasse- och senapsplantor växte särskilt bra, och till och med blommade och producerade frön, i simulerad marsiansk jord i 50 dagar, utan gödselmedel. Faktum är att dessa tåliga växter växte till och med bättre i Marsjord eller ”regolit” än i näringsfattig flodjord från jorden.
För att avgöra vilka livsmedelsingredienser som faktiskt ska tas med till Mars måste forskarna göra avvägningar mellan grödornas näringstäthet, de resurser som krävs för att odla dem och groningstiden. Forskarna kanske odlar sallad på ISS som en demonstration, men ”människan kan inte leva enbart på sallad”, sade Sokoloff.
Istället har människor föreslagit grödor som rädisor och jordgubbar som bättre Mars-snacks, sade han. (Sifferforskare har kommit fram till att det faktiskt skulle krävas mindre bränsle för att helt enkelt skicka över färdiglagad mat, i stället för ingredienser för odling, för inledande kortvariga besök, sade Sokoloff.)
Simulering av marsianska förhållanden
För att projektet med marsianskt jordbruk ska kunna komma igång, måste människan veta mycket mer om hur växter växer. Det är en del av resonemanget bakom simuleringar av marsmiljön, som Mars Desert Research Station.
Forskare där har odlat allt från inhemska ökenväxter till korn och humle i stationens simulerade marsianska jord. Jorden, som kallas Johnson Space Center Simulant I, produceras med hjälp av jordiska stenar och jord som bygger på jordprover från Viking-landare från 1970-talet.
Och forskare vid University of Guelph i Kanada odlar växter i lågtrycks- eller hypobariska kammare för att efterlikna den tunna atmosfären på Mars. Teamet utsätter växterna för en mängd tuffa förhållanden – inklusive varierande nivåer av koldioxid, tryck, värme, ljus, näring och luftfuktighet – för att se vilka växter som är tillräckligt tåliga för att överleva Marsförhållandena utanför ett fristående, luftkontrollerat växthus, rapporterar The Star.
Grönare på den röda planeten?
Det skulle vara mycket mer utmanande att odla växter ute i Mars element, och inte i ett temperatur- och luftkontrollerat växthus, sade Sokoloff.
”Vissa har sagt att vi borde göra Mars mer likt jorden”, sade Sokoloff. ”Det är inte något man ska ta lätt på. Det är definitivt science fiction.”
Och även om människor skulle besluta att det är etiskt acceptabelt att ”terraforma” Mars, skulle det ta hundratals år innan den tunna Marsatmosfären skulle kunna omvandlas till en syrerik vagga för liv.
För att bygga upp en sådan atmosfär skulle upptäcktsresande forskare behöva så Marsjord full av syreproducerande cyanobakterier, lavar och mikrober, och det skulle ta hundratals år för dem att producera tillräckligt med syre och kväve för att skapa en atmosfär. Det är ändå inte så illa, med tanke på att det tog hundratals miljoner år för jordens syrenivåer att stabiliseras. (Människor skulle kunna tänka sig att äta cyanobakterierna under tiden, även om de små organismerna inte är kända för sin smak, sa Sokoloff.)
Medans mikroberna var upptagna med att skapa en atmosfär skulle solvinden ständigt blåsa bort atmosfären, eftersom Mars saknar en magnetosfär (ett magnetfält som skyddar planeten från solstrålning), sa han.
Även om människor skulle kunna komma på hur man skapar atmosfär snabbare än vad den försvinner, kan Marsvintern vara en iskall minus 207 grader Fahrenheit (minus 133 grader Celsius). Det är möjligt att människor skulle kunna skräddarsy en atmosfär med växthusgaser som fångar värme, men Mars är helt enkelt längre från solen än jorden, så det skulle fortfarande vara kallare än vår planet i genomsnitt, säger Sokoloff.
Följ Tia Ghose på Twitter och Google+. Följ Live Science @livescience, Facebook & Google+. Originalartikel på Live Science.