Wie bekomme ich Erde für meine Marsmenschen?

Es gibt eine gute Behandlung in The Martian , wo er seine eigene Nachterde verwendet und alle organischen Abfälle kompostiert. Mit geometrischem Wachstum wird es in kurzer Zeit "Land" bedecken, wenn es Wasser und Arbeit zum Ausbreiten, Mischen und Vorbereiten erhält. (Weirs Charaktere beziehen sich alle auf alle toten Regolithe / zerkleinerten Felsen als "Boden", was mich nervt).

Heinleins Farmer in the Sky beschreibt die Arbeit, die dabei in einem Maßstab von Holmstead-Größe zu tun ist.

Was hat dein Freund dagegen? Es könnte in einem geschlossenen Pflanzkasten gut sein . Es muss auch kein autarkes Ökosystem sein, sondern nur die Pflanzenwurzeln arbeiten lassen. Pflanzen können hydroponisch angebaut werden, sodass ein großer Pflanzkasten möglich ist.

Im Allgemeinen möchten Sie sowohl das Mikrobiom als auch andere selbstreplizierende Mittel, die Energie und Ressourcen in situ extrahieren, sorgfältig vorbereiten , während Sie die Aufgabe des Mischens und der weiteren Verbreitung übernehmen. ZB Regenwürmer, Maden und verschiedene Käfer.

Wenn Sie eine zerkleinerte Mineralmatrix als bereits vorhandenen Ausgangspunkt verwenden, müssen Sie Wasser hinzufügen und das Biom beimpfen. Wenn es optimal gemischt / geschichtet / gepflegt ist, verdoppelt es sich in ein paar Tagen, und Sie können das teilen und wiederholen.

Wenn Sie Parzellen verwenden, die größer sind, als Sie explizit pflegen können, möchten Sie, dass ein kleiner Fleck nach außen wächst, der sich weniger effizient von Erde zu glattem Fels bewegt und nur entlang der Grenze, die linear und nicht geometrisch wächst.

Sie verbessern es also auf zwei Arten: Transplantieren Sie so viel wie möglich in neue disjunkte Patches und bringen Sie es irgendwie dazu, sich in einem fraktalen Muster auszubreiten. Die Bauern von RAH machten Streifen, die zusammenwuchsen. Wie wäre es mit der Steuerung der Bewässerung, um das Wachstum in einem Muster zu führen? Entwickeln Sie auch die "Bugs", um eine Streuung in neue Bereiche zu verursachen.

Zurück zu den Einwänden Ihres Freundes bezüglich der Zeitskala und des Inputs. Erstens sind Sie eine gut vorbereitete Mission, kein Schiffbrüchiger mit nichts als seiner eigenen Kacke und einer lebenden Pflanze. Sie können eine komplexe Mischung, mehrere verschiedene Mischungen für verschiedene Stadien und sogar gentechnisch veränderte Arten haben.

Der Unterschied zwischen „großem Topf“ und „selbstregulierendem Ökosystem“ ist nicht alles oder nichts. Für eine gute Geschichte können Sie sich vorstellen, den Grad der erforderlichen praktischen Regulierung im Vergleich zu der Größe zu verwalten, die mit verfügbaren Arbeitskräften und Logistik bewältigt werden kann.

Das Ändern des Bodens beim Pflügen und Pflanzen, das Hinzufügen von Dünger zur Bewässerung sowie das Jäten und Kontrollieren von Schädlingen ist in der Landwirtschaft normal , die produktiver ist als die Natur. Wenn Sie dem Gießwasser Dinge hinzufügen können – Nährstoffe oder neue Bakterien und Pilze –, können Sie ihm ganz einfach alles geben, was es täglich braucht. Vielleicht brauchen Sie also nicht mehr als Schotter, im Wesentlichen Hydroponik auf dem Boden.

Das klingt eigentlich nach zwei unabhängigen Fragen: Wie stoppe ich die Erosion? Und wie steige ich von der hydroponischen Landwirtschaft auf die bodenbasierte Landwirtschaft um?

Für ein schnelles Mittel zur Bereitstellung von Bodenbedeckung könnte ich vorschlagen, dass die Umweltingenieure damit beginnen, Bakterien zu optimieren, um einen Stamm (oder Stämme) zu erzeugen, die Biofilme bilden, die die Landschaft bedecken. Als Bonus starten die Bakterien den Prozess der Terraformung des Bodens und bieten eine Nährstoffquelle für die nächste "Generation" von Bodendeckern. Wie in der Antwort von JDługosz erwähnt, sollte die Abdeckung in einem Fraktal- oder Schachbrettmuster verteilt werden, um die Abdeckung und Füllung zu maximieren.

Um eine wachsende Population zu ernähren, bieten Hydroponik und verwandte Techniken ein kompaktes und zuverlässiges Mittel zur Bereitstellung von Nahrung für die Kolonie. Da wir in einer geschlossenen Ökologie leben, ist das Umleiten von Kot zur Wiederherstellung des Bodens außerhalb der Kolonie eigentlich keine praktikable Vorgehensweise. Die Abfallmaterialien müssen verarbeitet werden, um die Nährstoffe und das Wasser wieder in das System zu recyceln.

Dies bedeutet auch, dass die wachsende Bevölkerung die Marskruste (und möglicherweise Asteroiden und Jupitermonde) nach Mineralien und Spurenelementen abbauen muss, um die Kapazität des Systems zu erhöhen. Einige der Materialien werden auch auf die Marsoberfläche umgeleitet, um den Boden zu bauen (obwohl die Zeitskala dafür ein Jahrtausend sein könnte).

Die Marsianer werden also ihre Bakterien für ein tausendjähriges Bodenbauprojekt auf dem Boden verteilen, während sie ihre innere Wirtschaft intern halten, um die Kolonie mit Nahrung und Sauerstoff zu versorgen. Sogar die externe Vegetation für die aufeinanderfolgenden Phasen des Terraforming wird „Import“ sein, um die Lebenserhaltungssysteme des geschlossenen Kreislaufs lebensfähig zu halten.

Der Mars hat bereits Staubfelder.

Fügen Sie dem Staub Wasser hinzu und Sie erhalten Schlamm.

Fügen Sie dem Schlamm Samen hinzu und Sie erhalten Pflanzen.

Warte ein Jahr und du bekommst tote Pflanzen.

Besprühen Sie die Felder mit toten Pflanzen mit den richtigen Bakterien und sie werden wieder zu Staub zerfallen und Sie werden Erde haben.

Wiederholen Sie diesen Vorgang für ein paar Jahre und dann wird es sich selbst erhalten. Der Boden wird allmählich tiefer und reicher wie die Erde.

Pflanzen wachsen im Marsstaub: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0103138

Wählen Sie sorgfältig die am besten geeigneten Erdpflanzen aus oder erzeugen Sie sie sogar genetisch, um die Wirksamkeit dieses Plans zu erhöhen.

Aber wenn Pflanzen im Marsstaub wachsen, warum wollten Sie dann Erde?

Der Einwand deines Freundes ist irrelevant. Wir teraformen einen Planeten mit Technologien der nahen Zukunft. „Schnell“ steht nicht in unserem Leitbild. Gehen Sie also zurück zu Ihrem Freund und fragen Sie, was er mit "für immer" meint. Wenn dies kürzer ist als „Wir brauchen mehr Abfall, als 200 Jahre Hydroponik erzeugen würden“, gibt es einfach keine Bedenken. Es wird lange dauern, aber wir befinden uns in einem langsamen Prozess.

Ihre geologischen Einwände sind etwas seltsam. Mit ziemlicher Sicherheit beginnt jedes Pflanzenwachstum und jede Atmosphäre in geschützten Umgebungen. Außerhalb unserer Mauern sollte es nur minimale Auswirkungen geben. Bis wir in der Lage sind, Pflanzen nach draußen zu bringen, werden wir jahrzehntelanges Wachstum von Pflanzenmaterial haben, das wir zerfallen lassen, um unseren Boden zu bilden. Außerdem terraformen wir den Mars mit naher Zukunftstechnologie, wobei es wahrscheinlich nicht in unserem Missionsprofil ist, erkennbare Orientierungspunkte beizubehalten.

Schnelles Terraforming des Mars, dh. innerhalb einer Generation oder so, scheint mit naher Zukunftstechnologie nicht erreichbar zu sein. Der Boden ist ein Problem, aber ich vermute, dass die Atmosphäre ein größeres Problem ist. Tiefer in der Zukunft wären wir wahrscheinlich in der Lage, Boden schnell aus einer Kombination von genetisch veränderten Pflanzen, die hydroponisch wachsen, und Nanobots herzustellen.

Bearbeiten: Ich sehe, dass Sie angeben, dass wir die Atmosphäre "kostenlos" bekommen. In diesem Fall ist die Bodenproduktion ein echtes Problem. In Bezug auf Ihre verknüpfte Antwort bleibt das Holen von Erde von der Erde jedoch eine schlechte Lösung, es ist einfach zu teuer, so viel Masse zu transportieren.