Mad på Mars, mad på Jorden:NASA tapper USU -forskere til rumsøgning

Kan jordboere leve på Mars? Det kan de, hvis de udvikler selvforsyning. NASA satser på et multiinstitutionsteam af de bedste og lyseste, herunder forskere fra Utah State University, at skabe den nødvendige teknologi og lægge den i hænderne på fremtidige Mars -pionerer.

Biokemikeren Lance Seefeldt og botanikeren Bruce Bugbee er front og center i de 15 millioner dollars, femårigt projekt annonceret 16. februar, 2017, af NASA til at starte det nye rumteknologiske forskningsinstitut, "Center for udnyttelse af biologisk teknik i rummet" eller CUBES.

"Det er en virkelig spændende satsning, "siger Seefeldt, professor i USU's Institut for Kemi og Biokemi. "NASA bevæger sig ud over kredsløbsprojekter nær jorden og investerer i teknologier for at gøre rumopgaver med lang varighed mulige og bæredygtige."

Overvej den udfordring, der venter på Mars -astronauter, han siger.

"Det tager mindst to år at få forsyninger fra Jorden til Mars, "Seefeldt siger." Denne forsyningslinje er for langsom og dyr, så nyankomne Mars -opdagelsesrejsende bliver nødt til at producere deres egen mad, lægemidler og infrastruktur. "

Bugbee siger, at hver ounce af en rakets nyttelast øger omkostningerne ved at få den sendt ud i rummet.

"Det almindelige ordsprog er alt værd i guldringe, især i rummet, " han siger.

En professor i USU's Department of Plants, Jord og klima, Bugbee har samarbejdet med NASA i mere end 30 år for at studere regenerative systemer og virkningerne af mikrogravitation på planter.

At dyrke mad og producere andre fornødenheder selv på ilt- og nitrogenrig jord er ikke en lille udfordring. Det var knap et århundrede siden, at de tyske kemikere Haber og Bosch fandt på en måde at fange nitrogen, som alle levende ting afhænger af, men ikke kan få adgang til fra luften, og producere mængder af livsnødvendigt gødning i kommerciel skala. Hvordan vil Mars -landmænd udføre en mere kompliceret opgave?

"For Mars, vi har kun kuldioxid, lidt nitrogen og sparsomt overfladevand at arbejde med, "Siger Seefeldt.

Heldigvis, USU-kemikeren når allerede ud over Haber-Bosch, fordi, så revolutionerende som det var, 1900 -tallets teknologi er afhængig af fossile brændstoffer og bærer et stort kulstofaftryk.

"Vi ved, at vi kan starte nitrogenfiksering - den proces, hvorved nitrogen omdannes til ammoniak - ved hjælp af bakterier, og det er den retning, vi vil følge for at bestemme, hvordan vi udfører denne opgave på Mars, "Seefeldt siger." For at gøre dette, vi har brug for lys, og selvom det er mere spredt på Mars end Jorden, den er tilgængelig. "

Når forhindringen er ryddet, det handler om fødevareproduktion, og hvem er bedre til at tackle denne udfordring end Bugbee, hvis arbejde med alle aspekter af dyrkning af planter i lukkede systemer har hjulpet astronauter og kosmonauter med at dyrke planter ombord på shuttle og International Space Station (ISS). Men det arbejde har ikke været med den ene lille og omhyggeligt administrerede afgrøde efter den anden, fordi, for næsten 12 år siden, finansiering til NASA blev skåret ned, og agenturet stoppede næsten al biologisk forskning. Bugbee og USU kolleger Scott Jones, jordforsker og Gail Bingham, emeritus professor i plantevidenskab, fortsatte, med russiske samarbejdspartnere, at indsamle data og sende planter og vækstkamre til ISS på russiske raketter.

"Den centrale udfordring er at dyrke mad fra genanvendt affald i en lille, lukket system, "Bugbee siger." At udforske Mars betyder næsten perfekt genbrug af vand, næringsstoffer, gasser og plantedele, der ikke forbruges. Vi starter med genbrug, hydroponiske system og gradvist udvide til at omfatte marsjord. "

Han tilføjer, at livet på Mars vil blive opretholdt af en strengt vegansk kost, fordi animalske produkter er for dyre at producere. Nogle foreslår, at langsigtede rumforskere bare skal leve af vitaminpiller, tørret mad og vand, men Bugbee advarer, at der er masser, vi ikke ved om vigtigheden af ​​kostmæssig mangfoldighed.

"Hver dag, vi spiser produkter fra hundredvis af planter, "siger han." De fleste diætister anbefaler en kost baseret på mindst hundrede forskellige planter; NASA -ingeniører vil gerne dyrke kun omkring fem planter. Svaret er et sted midt imellem. "

Seefeldt siger at lægge mad på bordet, om det er på Jorden eller Mars, skal ikke tages for givet.

"Her på Jorden, i områder som tørkeramte Afrika, hvor infrastrukturen endnu ikke er på plads for at drage fordel af århundredgammel teknologi, vi står stadig over for udfordringen med at producere nok protein til at fodre sultne mennesker, "siger han." Det, vi lærer af at fodre mennesker på Mars, vil fremme vores indsats på denne planet. "

Seefeldt roser bestræbelserne fra multiinstitutionsteamet, som omfatter forskere fra University of California, Berkeley; University of California, Davis og Stanford University, samt industrielle partnere Autodesk og Physical Sciences, Inc.

"Vi bifalder især hovedforsker Adam Arkin fra UC Berkeley, der tog denne mangfoldige samling af forskere og ekspertise og gav den en, stærk stemme, "siger han." Dette er et usædvanligt team, og dets indsats vil skabe fantastiske muligheder for studerende på hvert af disse universiteter. "