Как я могу получить почву для своих марсиан?

В Марсианине есть хорошая обработка , где он использует собственную ночную почву и компостирует все органические отходы. С геометрическим ростом он быстро покроет «землю», имея воду и труд для разбрасывания, смешивания и подготовки. (Все персонажи Вейра называют весь мертвый реголит/щебень «почвой», что меня раздражает).

« Фермер в небе » Хайнлайна описывает работу по выполнению этого в масштабе размером с холмстед.

Что твой друг против? В закрытом посадочном ящике может быть просто прекрасно . Он также не должен быть самодостаточным как экосистема, просто позвольте корням растений работать. Растения можно выращивать на гидропонике, поэтому возможна большая плантатор.

В общем, вы хотите тщательно подготовить как микробиом, так и другие самовоспроизводящиеся агенты, которые извлекают энергию и ресурсы на месте , выполняя задачу смешивания и дальнейшего распространения. Например, дождевые черви, личинки и различные жуки.

Учитывая измельченную минеральную матрицу в качестве уже существующей отправной точки, вам необходимо добавить воду и инокулировать биом. При оптимальном смешивании/слоении/уходе он удвоится за несколько дней, и вы можете разделить его и повторить.

Используя участки большего размера, чем вы можете явно увеличить, вы хотите, чтобы небольшой участок рос наружу, что будет менее эффективно при перемещении от почвы к простой скале и только вдоль границы, которая растет линейно, а не геометрически.

Таким образом, вы улучшаете его двумя способами: пересаживаете в новые непересекающиеся участки столько, сколько сможете, и каким-то образом уговариваете его распространяться по фрактальной схеме. Фермеры RAH сделали полосы, которые срослись. Как насчет контроля орошения, чтобы вести рост по шаблону? Также создайте «жуков», чтобы вызвать распространение в новые области.

Вернемся к возражениям вашего друга относительно шкалы времени и ввода. Во-первых, вы хорошо подготовленная миссия, а не потерпевший кораблекрушение, у которого нет ничего, кроме собственных какашек и одного живого растения. У вас может быть сложный микс, несколько разных миксов для разных стадий и даже инженерные виды.

Разница между «большим котлом» и «саморегулирующейся экосистемой» не в том, что все или ничего. Для хорошей истории вы можете представить себе управление степенью необходимого практического регулирования по сравнению с размером, с которым можно справиться с доступной рабочей силой и логистикой.

Внесение изменений в почву во время вспахивания и посева, добавление удобрений при поливе, прополка и борьба с вредителями — все это нормально в сельском хозяйстве, которое более продуктивно, чем природа. Если вы можете добавить что-то — питательные вещества или новые бактерии и грибы — в поливную воду, вы можете легко давать ей все, что ей нужно изо дня в день. Так что, возможно, вам не нужно ничего, кроме щебня, по сути занимаясь гидропоникой на земле.

На самом деле это звучит как два несвязанных между собой вопроса: как остановить эрозию? и как перейти от гидропонного земледелия к почвенному земледелию?

В качестве быстрого средства обеспечения почвенного покрова я мог бы предложить инженерам-экологам начать настройку бактерий, чтобы создать штамм (или штаммы), которые образуют биопленки, покрывающие ландшафт. В качестве бонуса бактерии запускают процесс терраформирования почвы и обеспечивают источник питательных веществ для следующего «поколения» почвенного покрова. Как отмечено в ответе JDługosz, покрытие должно быть распределено фрактально или в шахматном порядке, чтобы максимизировать покрытие и заполнение.

Для кормления растущей популяции гидропоника и связанные с ней методы обеспечивают компактные и надежные средства обеспечения колонии пищей. Поскольку мы живем в закрытой экологии, отведение экскрементов для восстановления почвы за пределами колонии на самом деле не является целесообразным. отходы необходимо будет переработать, чтобы вернуть питательные вещества и воду обратно в систему.

Это также означает, что растущему населению необходимо будет добывать марсианскую кору (и, возможно, астероиды и спутники Юпитера) в поисках минералов и микроэлементов, чтобы увеличить мощность системы. Часть материалов также будет направлена ​​на марсианскую поверхность для создания почвы (хотя это может занять тысячелетие).

Таким образом, марсиане будут распространять свои бактерии на почве для тысячелетнего проекта строительства почвы, сохраняя при этом внутреннюю экономику, чтобы обеспечить колонию пищей и кислородом. Даже внешняя растительность для последовательных фаз терраформирования будет «импортом», чтобы поддерживать жизнеспособность систем жизнеобеспечения замкнутого цикла.

На Марсе уже есть пылевые поля.

Добавьте воду в пыль, и вы получите грязь.

Добавьте семена в грязь, и вы получите растения.

Подождите год, и вы получите мертвые растения.

Опрыскайте поля мертвых растений правильными бактериями, и они снова разложатся в пыль, и у вас будет почва.

повторяйте этот процесс в течение нескольких лет, и тогда он станет самоподдерживающимся. Почва будет постепенно становиться глубже и богаче, как земля.

Растения растут в марсианской пыли: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0103138

Тщательно отберите наиболее подходящие земные растения или даже генетически спроектируйте их, чтобы повысить эффективность этого плана.

Но тогда, если растения растут в марсианской пыли, зачем вам почва?

Возражение ваших друзей не имеет значения. Мы тераформируем планету с технологиями ближайшего будущего. «Быстро» не входит в нашу миссию. Так что вернитесь к своему другу и спросите, что он имеет в виду под словом «навсегда». Если это короче, чем «нам нужно больше отходов, чем будет произведено гидропоникой за 200 лет», то это просто не повод для беспокойства. Это займет много времени, но мы находимся в медленном процессе.

Ваши возражения геологов немного странные. Почти наверняка любой рост растений и атмосфера начнутся в защищенной среде. Воздействие за пределами наших стен должно быть минимальным. К тому времени, когда мы сможем начать выносить растения на улицу, у нас будут десятилетия роста растительного вещества, которому мы позволяем разлагаться, образуя нашу почву. Кроме того, мы терраформируем Марс с помощью технологий ближайшего будущего, поэтому сохранение узнаваемости ориентиров, вероятно, не входит в профиль нашей миссии.

Быстрое терраформирование Марса, т.е. в течение одного поколения или около того, кажется недостижимым с технологиями ближайшего будущего. Почва — это проблема, но я предполагаю, что атмосфера — еще большая проблема. В будущем мы, вероятно, сможем быстро создать почву из комбинации генетически измененных растений, которые растут на гидропонике, и нанороботов.

Редактировать: я вижу, вы указываете, что мы получаем атмосферу «бесплатно». В таком случае да, почвообработка – это реальная проблема. Однако, что касается вашего связанного ответа, доставка почвы с земли остается плохим решением, просто слишком дорого транспортировать такую ​​массу.