За пределами Земли: В поисках нового дома в Солнечной системе

Пример «Биосферы-2» показал, как трудно вырастить достаточное количество пищи в замкнутой системе. Ее обитатели едва выживали, выращивая еду в идеальных условиях земной освещенности, более чем вдвое превышающей марсианскую, подключенные к электросети Аризоны и имевшие возможность легко прекратить эксперимент, если что-то пойдет не так. В космосе один-единственный неурожай зерна влечет за собой голодную смерть. Еще Грейс говорит, что садоводство в космосе будет куда сложнее, ведь каждая составляющая системы должна быть идеально уравновешенной и самодостаточной, без малейших погрешностей. Вдобавок в большом замкнутом пространстве для выращивания растений и субстрата для их корней понадобится обширная механическая инфраструктура обработки газов, воды, отходов, хранения и перевозки материалов, и наконец повторного использования всего.

Все это мы делаем на нашем нынешнем «корабле», планете Земля, но здесь есть гигантские буферы в виде атмосферы, почвы и круговорота воды, которые временно компенсируют дисбалансы нашей неустойчивой системы. Сельское хозяйство и производство пищи требуют чудовищных объемов невосполняемого ископаемого топлива, и это только один из факторов. Атмосфера и океан поглощают углерод, выделяющийся при сжигании этого топлива. Их обширные возможности в качестве буфера дали нам в долг целое столетие.

Другая трудность с выращиванием пищи — потребность в человеческом труде. Благодаря технологиям и значительному удешевлению производства за счет его массовости меньше 2% американцев производят пищу для всех жителей США и даже на экспорт. Это производство столь эффективно, что североамериканцы могут позволить портиться от 40 до 50% собираемой пищи (именно столько пищи пропадает, согласно исследованию Аризонского университета, проведенному в 2004 г.). Большей частью это происходит на кухнях. Еда так дешева, что домохозяйки совершенно не беспокоятся, если портятся продукты. В мире же около трети работников — более 1 млрд человек — фермеры, а в Южной Африке и на юге Азии на сельское хозяйство приходится более половины рабочих мест.

Марсианская миссия из шести человек не будет располагать преимуществами экономики, основанной на масштабах производства. Астронавты будут жить земледелием, подобно земным фермерам. Помимо работы по выращиванию пищи ее приготовление займет, по подсчетам команды Грейс, от 6,5 до 7,5 часа в день. Выращенная пища потребует обработки (перемалывания зерна в муку, соевых бобов — в тофу), готовки, сервировки и уборки после еды. Астронавты на МКС, прилагая ради пропитания минимальные усилия, тратят большую часть своего времени на здоровье, поддержание систем в рабочем состоянии и дела по хозяйству, а на науку и прочие задачи, не связанные с выживанием, остается всего около 13 часов в неделю. Если у марсианской миссии будут цели помимо чисто символических («Мы это сделали!»), то астронавты не смогут позволить себе тратить все свое время на выращивание и переработку продуктов.

Осуществление научной марсианской миссии упирается не в питание (мы уже видели, что главным препятствием будут вопросы здоровья команды, если только мы не найдем способа добраться туда быстрее). Технологические вопросы питания решаемы; со временем Грейс Дуглас и ее коллеги-ученые отыщут способ производить вкусную, питательную и легкую пищу со сроком годности пять лет. Подобная система поможет доставить колонистов на Титан.

Но, как только колонисты обоснуются на Титане, им понадобится собственное самостоятельное и надежное пищевое производство. Они столкнутся с более острым вариантом основной проблемы на Земле: сложностью производства калорий в количестве, достаточном для всеобщего пропитания. Сегодня люди используют около 25% потенциальной растительности планеты, так называемой чистой первичной продукции (ЧПП), а в густонаселенных районах вроде Южной Азии — значительно больше. Мы подошли к пределу и нуждаемся в технологическом прорыве.

В тех частях мира, где в основе лежит натуральное хозяйство, впроголодь живут сотни миллионов людей. По оценкам Всемирной продовольственной программы, каждому девятому человеку Земли недостает пищи для ведения здоровой жизни, но причина этого не в нехватке пищи в мире. Беднейшие остаются слишком бедными и не могут получить необходимую им пищу из-за экономики, политики и невезения. Чтобы накормить всех без исключения, нужно до смешного мало. По оценкам той же Программы, чтобы накормить всех голодающих детей школьного возраста, понадобится около $3,2 млрд в год — совсем немного по меркам США. Столько Конгресс ежегодно выделяет на эксплуатацию МКС.