Tämä ei ehkä ole oikea hetki ottaa tämä esille, mutta sanotaan se nyt vain: on vahvat syyt uskoa, että COVID-19:n kaltaiset sairaudet saattavat yleistyä tulevina vuosina. Kun tunkeudumme aiemmin koskemattomille alueille – kuten villeille maille, tiheisiin viidakoihin ja trooppisiin metsiin – päästämme valloilleen tuntemattomia viruksia, joita vastaan kehollamme ei ole suojaa. Kun ihmisväestö kasvaa ja luonnolliset elinympäristöt kutistuvat, tämä kierre todennäköisesti jatkuu. Muita katastrofaalisia vaaroja Maapallolle ovat törmäykset asteroidien ja komeettojen kanssa, maailmanlaajuinen lämpöydin- tai biokemiallinen sota ja tietenkin ilmaston lämpenemisen pitkäaikaisvaikutukset.
Voidaksemme vähentää näitä vaaroja meidän on ehkä päästävä pois. Kaukana pois. Kuten vaikka Marsiin asti. Ensisijaiset syyt lähteä sinne ovat tutkimusmatkailu ja elämän etsiminen – sekä menneen että nykyisen. Mutta Marsin asutukset tarjoavat ihmiskunnalle myös turvasataman siltä epätodennäköiseltä varalta, että Maalle tapahtuu jotain katastrofaalista. Marsiin meneminen ei ole pelkkää mielikuvituksellista, taivaan tuuliin menevää ajattelua. NASA:lla on presidentin määräys laskeutua Marsiin vuoteen 2033 mennessä, ja organisaatio tutkii parhaillaan tapoja rakentaa ihmisasuntoja punaiselle planeetalle. SpaceX julkisti vuonna 2016 kattavan vision asutuksen rakentamisen aloittamisesta Marsiin ja ehdotti suurikapasiteettista kuljetusinfrastruktuuria. Tämä kaksivaiheinen operaatio voisi tuoda ihmisiä Marsiin vuoteen 2026 mennessä.
Tämän mahdollisen kolonisaation vuoksi Villanovan astrobiologian opiskelijat aloittivat Mars Gardens -hankkeensa, jossa tutkitaan, mitkä kasvit ja vihannekset voivat kasvaa rautaoksidipitoisessa Marsin maaperäsimulantissa (MSS). Yli 45 erilaista kasvia on testattu sen jälkeen, kun ohjelma alkoi vuonna 2017 – ja kun otetaan huomioon, että kyseessä ovat korkeakouluopiskelijat, ei ole yllättävää, että testeissä on ollut mukana humalaa ja ohraa.
Kasvit, joita on kasvatettu ruukkusekoituksessa samoissa ympäristöolosuhteissa, toimivat ”kontrolleina”, ja simulantti-regoliitti (maaperä) perustuu suurelta osin Mojaven autiomaasta peräisin olevaan vulkaaniseen kiveen. MSS, joka on yleensä tiheämpää, on saatavilla verkossa, ja se on peräisin NASAn Marsin näytteiden kemiallisista analyyseistä. Marsin varsinainen regoliitti sisältää kuitenkin ihmisille vaarallisia perkloraatteja. Marsissa tämä vaarallinen kemikaali on siis poistettava, ennen kuin varsinaista maaperää käytetään. Marsin auringonvalo on myös heikompaa, mikä vaikuttaa kasvuolosuhteisiin. Villanovan opiskelijat ryhtyivät kaikkiin oikeisiin toimenpiteisiin jäljitelläkseen Marsin kasvihuoneolosuhteita ja ottaakseen huomioon mahdollisimman monta muuttujaa – ja kaikki tämä tavoitteenaan vastata kysymykseen:
MARSIN TERVETULEMATON PLANEETTI
Ennen kuin vastaamme tähän kysymykseen, tarkastellaan Marsia kokonaisvaltaisesti. On turvallista sanoa, että ympäristö siellä ei ole varsinaisesti viihtyisä: Kaiken kaikkiaan Mars on pieni (noin kymmenesosa Maan massasta), kylmä (keskimäärin -50 celsiusastetta) ja autio. Sen ilmakehä on hyvin ohut, hiilidioksidipitoinen ja noin yhdeksänkymmenesosan maapallon ilmakehän tiheydestä. Mars on noin 141 miljoonan kilometrin päässä auringosta (Maa on 93 miljoonan kilometrin päässä), mikä tarkoittaa, että auringonvalon enimmäisvoimakkuus Marsissa on noin 43 prosenttia Maan auringonvalon voimakkuudesta. Marsissa on kuitenkin myös hyviä uutisia, sillä hyödyllistä hiilidioksidia on noin 95 prosenttia ja typpeä 2,6 prosenttia planeetan ilmakehästä. Koska Marsin ilmakehässä ei kuitenkaan ole lainkaan otsonia, kasvihuoneikkunoiden pitäisi estää auringon haitallinen ultraviolettisäteily.
Muutama miljardi vuotta sitten Marsissa oli vieraanvaraisempi ympäristö, jossa oli valtameriä, lauhkea ilmasto ja – hyvinkin mahdollista – elämää. Sittemmin se on menettänyt suurimman osan ilmakehästään ja vesivarastoistaan, eikä sen pinnalla ole tällä hetkellä vettä. Vettä (tai jäätä) on kuitenkin pinnan alla ja planeetan jäisillä napa-alueilla. Näiden ankarien olosuhteiden vuoksi kaikki kasvit on kasvatettava lämmitetyissä, paineistetuissa kasvihuoneissa, joissa ilmakehä, kosteus ja vesi on kompensoitu merkittävästi.
Kasvihuonekokeissaan Villanovan opiskelijat ryhtyivät ankariin toimenpiteisiin luodakseen ympäristön, joka on sekä kasviystävällinen että samankaltainen kuin mitä Marsin kasvihuoneissa olisi. He esimerkiksi varmistivat, että kasvit saivat suunnilleen saman verran auringonvaloa kuin ne saisivat Marsissa. Nämä vaatimukset huomioon ottaen opiskelijat kokeilivat myös joidenkin kasvien kasvattamista vesiviljelyllä.
Opiskelijat huomasivat, että heidän onnistumisprosenttiaan voitiin parantaa kahdella parannuksella: lisäämällä auringonvaloa käyttämällä moniaallonpituisia LED-valoja ja löysäämällä tiivistä MSS:ää lisäämällä ruukkumultaa – tai kastemultaa – tai kastematojen ulosteita.
Kaikkien näiden tekijöiden perusteella opiskelijat kykenivät sulkemaan tietyt vihannekset pois harkinnasta. Esimerkiksi Marsin heikko valaistus ei sovellu hyvin täydellistä aurinkoa vaativien kasvien kasvattamiseen, joihin kuuluvat sellaiset suosikkikasvit kuin tomaatit, pavut, palkokasvit, maissi tai monet juurikasvit. Myöskään porkkanat eivät kelpaa, sillä ne jäävät yleensä kitukasvuisiksi savisessa MSS:ssä. Perunat eivät suurelta osin menesty samankaltaisessa maaperässä ja vähäisessä valossa, mutta bataatit pärjäävät hieman paremmin.
Opiskelijat havaitsivat, että voikukat kukoistaisivat Marsissa, ja niillä on huomattavia etuja: ne kasvavat nopeasti, kasvin jokainen osa on syötävä ja niillä on korkea ravintoarvo. Muita kukoistavia kasveja ovat muun muassa mikrosalaatti, salaatti, rucola, pinaatti, herneet, valkosipuli, lehtikaali ja sipuli.
Edellytykset Marsissa ihmisille, maanviljelijöistä puhumattakaan, ovat kaikkea muuta kuin helpot. Vaikea planeetta ei todellakaan ole meille luontainen koti, ja ravinnon kasvattaminen siellä olisi monimutkainen tehtävä. Se ei kuitenkaan ole mahdotonta, ja on lohdullista tietää, että voisimme kehittää ja ylläpitää omia ruokalähteitämme kaukaisessa maisemassa. Mahdollisuus kasvattaa humalaa ja ohraa ei myöskään haittaa.