Kanadensiska forskare leder ett försök att odla grödor i rymden, banar väg för mänskligheten att leva på andra världar och driva gränserna på jorden.

Mat är det främsta hindret för långsiktig utforskning av rymden. Det begränsar hur långt bort från jorden vi kan resa och hur länge vi kan stanna i rymden.

Vi kan lagra tillräckligt med mat för invånarna på den internationella rymdstationen eller till och med för resor till månen och tillbaka. Men om vi ska resa till Mars och stödja långsiktiga utforskningsuppdrag, vi behöver bio-regenerativ, självbärande livsmedelsproduktionssystem. Eller, i enklare termer, rymdgårdar.

Jordbruk i rymden är förmodligen en av de största utmaningarna vi kommer att behöva övervinna om vi någonsin kommer att spendera längre perioder på den röda planeten inom de närmaste 150 åren. Men det är en utmaning som kanadensare definitivt kan leda i att tackla.

Även om människor har registrerat sig för att vara en del av den första mänskliga bosättningen på Mars, vår nästa hemplanet är mer sannolikt en med färre miljöutmaningar.

Svår Mars -miljö liknar norra Kanada

Mars har ett eländigt klimat. Medeltemperaturen är under -60 ℃, dess atmosfärstryck är mindre än en procent av jordens och består till stor del av koldioxid, och det kan vara ganska blåsigt och dammigt under långa perioder. Det finns också farorna med strålningsexponering, och utan en smält kärna som vår på jorden - vilket betyder praktiskt taget inget magnetfält - skulle planetens miljö behöva förändras avsevärt om vi någonsin skulle bo där.

Dock, det är inte att säga att vi inte kommer att umgås på den röda planeten. När Kanada fyller 300 år vi kommer att ha hundratals rymdutforskare som spenderar årtionden på att leta efter liv på Mars. Jag säger decennier för att en tur och retur tar två och ett halvt år, så när vi går, vi kommer att vilja göra det värt vår tid. Detta innebär att sätta upp slutna bostäder, forskningsanläggningar och rymdfarmar. Det är här kontrollerade miljösystem kommer in.

Kanada är bland världens ledande inom biologisk livsstödsforskning och teknikutveckling. Detta beror på att när det gäller jordbruk, de svåra rymdförhållandena liknar dem i de norra delarna av vårt land. Att försöka odla en tomat på Mars är ungefär som att försöka odla en tomat i en snöbank:Du kan inte utan att skapa en kontrollerad miljö.

Mars behöver vegetarianer

Vid University of Guelph, vi går mot att odla grödor i rymden med den forskning vi bedriver om kontrollerade miljösystem. Vårt pågående arbete på detta område har avslöjat att växter kan fungera under några konstiga miljöförhållanden som mycket låga atmosfärstryck och mycket mindre syre än på jorden. Det betyder att vi inte behöver slutna strukturer som exakt replikerar jordens atmosfär för växtbaserade livsstödssystem på Mars.

På 150 år, vi kommer att odla mat på Mars i uppblåsbara strukturer. Inuti, allt kommer att utformas för att säkerställa högsta skördeavkastning. Ljusintensiteten - och till och med dess färg eller spektrum - kommer att skräddarsys för varje enskild gröda. Luftflöde och tryck, temperatur, näringsämnen, koldioxidhalter och luftfuktighet kommer att kontrolleras strikt för att skapa den perfekta atmosfären där växter kan trivas.

Vi kommer att odla ett konventionellt utbud av grödor i samband med en balanserad och närande vegetarisk kost. De flesta vitaminer och mineraler vi behöver finns i växter och vi kommer att få vårt protein från sojabönor och liknande grödor.

Denna stora variation av växter, eller "kandidatgrödor", kommer att vara snyggt packade eller lagrade i ett litet utrymme - motsatsen till de expansiva kanadensiska prärier. Dessa kompakta grödor kommer att produceras med begränsade mängder vatten och noll avfall, för bort från jorden, du har inte råd att slänga någonting. Vi måste lära oss att återvinna allt, eftersom det kommer att vara en fråga om liv och död - extremt jordbruk när det är som mest utmanande.

Fördelar hemma på jorden

Arbetet vi gör på Guelph är inte bara utformat för rymden, men för kanadensare och andra världen över som kan bo på platser där matsäkerhet är ett problem och extremt jordbruk är det enda sättet att ta itu med det.

I dag, vi spenderar miljontals dollar på att flyga lättfördärvlig mat till norra Kanada, som att köpa jordgubbar från Mexiko till salu i Yellowknife. Det här är inte vettigt.

Att upprätthålla vår närvaro i norr beror på livsmedelsproduktion på samma sätt som att upprätthålla vår närvaro på Mars. Genom att skapa dessa system, vi kommer att kunna leva utmanande delar av Kanada, som norr, och andra delar av världen, som öken i Mellanöstern.

Utforskning av rymden genererar ovärderlig teknik på alla fronter. För livsmedelsproduktion, Utforskning av rymden gör att vi kan lära oss att odla grödor nästan var som helst och med så liten påverkan på miljön som möjligt.

När Canadas 300 -årsdag rullar runt, vi kommer att ha övervunnit utmaningen att leva på Mars och de enorma framsteg som vi kommer att ha för att nå dit kommer att tjäna inte bara rymdutforskning utan vår egen överlevnad här på jorden.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.