我們能養活火星上的一座城市嗎？這個問題對於太空探索的未來至關重要

我們能養活火星上的一座城市嗎？這個問題對於太空探索的未來至關重要，也會對地球產生嚴重影響。到目前為止，人們對太空人的飲食方式進行了許多思考。然而，我們才剛開始在太空生產食物。

太空發射相當昂貴。隨著人類在太空建立存在的願望日益增長，我們將不得不考慮在太空中生產糧食。但挑戰是巨大的，需要研究植物如何應對各種變化，包括重力和輻射。

身為食品和農業研究人員，我們在最新的著作《火星上的晚餐》中探討了這個問題。我們相信永續的火星食物系統是可能的——並且在建造它的過程中，我們將改變地球上的食物系統。然而，這需要一些開箱即用的思維。

火星農業

火星上食物系統的基礎將涉及從土壤中收集的水（漫遊車已表明地殼中存在少量但大量的冷凍水）和藍細菌（通常稱為藍綠藻）。

在地球上，藍藻可能是一個大問題，因為它在受污染的水道中生長，導致富營養化——營養導致水體中浮游植物生產力的增加。

然而，在火星上，藍細菌可以利用大氣中的二氧化碳，並在沙質無機有毒風化層（覆蓋基岩的鬆散岩石和灰塵層）上生長，以產生食物系統其餘部分賴以生存的基本有機分子。。

藍細菌能夠在火星條件下生長，它具有中和稱為高氯酸鹽的劇毒化學物質的真正附加好處。高氯酸鹽遍布在火星風化層中，微量對人類有毒，因此藍藻在產生有機物質的同時具有中和毒素的雙重作用，這對任何火星社區來說都是一個巨大的福音。

一旦細菌在火星的天空下快樂地生長，它們就會提供支持植物大量生長所需的營養。火星城市可以被想像成一個鬱鬱蔥蔥的綠色地方，水耕和土壤作物填滿隧道，覆蓋圓頂隕石坑，並在每個未使用的角落生長。

先進的溫室技術（例如垂直農業）可以創造合適的受控環境，從而提供豐富的綠葉蔬菜、蔬菜、水果和特殊作物，如香草、咖啡和巧克力。

然而，碳水化合物可能供應短缺，因為它們佔據大量空間。我們在火星上的穀物消耗量可能會較低，儘管豆類和穀物仍會少量出現在火星飲食中，這反映了火星上可以經濟地生產的東西。

火星上的所有工廠也將在氧氣產生、水循環利用和為製造提供有機原材料方面發揮關鍵作用。

這些技術對地球也很有價值，因為我們試圖縮短供應鏈並提高冬季健康水果和蔬菜的供應。

眾所周知，畜牧業效率低。在地球上，數十億家畜威脅自然生物多樣性，導致氣候變化，並遭受不必要的動物虐待。

以動物為基礎的系統在火星上不可行，但可以透過細胞農業和精密發酵大量生產蛋白質。精確發酵涉及利用消耗澱粉和糖的改良酵母、真菌和細菌來製造蛋白質（在火星上，這些澱粉和糖主要來自食物廢棄物）並將其轉化為所需的蛋白質。

細胞農業涉及採集幹細胞樣本並在實驗室中培養牠們，以生產與畜牧業相同的肉塊。

想像火星上的農業會是什麼樣子是一個令人著迷的項目，但當我們思考這些技術可能如何影響地球上的生命時，這個話題就變得異常嚴肅。這是因為在火星上，每克有機物、每毫升水和太陽能光子都是稀少的，不可能出現效率低的情況。

系統一個部分的「廢棄物」產品需要有意地用作另一部分的輸入，例如使用死亡的藍藻作為食品系統後續部分的生長培養基。但不僅僅是科技本身，建立火星食物系統的心態可能會改變地球上的行事方式，地球上三分之一的食物都被丟棄了。

我們對食品科技的興奮在《火星晚餐》中得到了體現，但我們並不是技術樂觀主義者。科技不是萬能藥。例如，如果垂直農業等技術減少了對農田的需求，那麼就需要製定政策來確保土地不會只是被鋪平。

我們還需要注意科技的負面影響，並對人們的生計可能需要如何改變和適應保持敏感。幫助管理這一轉變並最大程度地減少干擾是政策的另一個重要領域。

火星釋放的技術加上公平的政策可以使我們在地球上走上更永續的軌道。

Lenore Newman，糧食與農業研究所所長， 菲沙河谷大學 艾文‧弗雷澤 (Evan Fraser)，阿雷爾食品研究所所長兼地理、環境與測繪系教授， 圭爾夫大學

本文根據知識共享授權從 The Conversation 重新發布。