怎樣才能在火星上養活壹百萬人?壹項新研究發現，人造肉、管道栽培作物和蟋蟀養殖場有可能會為我們解決這個難題。
當談到載人火星任務計劃的時候，NASA通常會設定壹個只會在火星表面作短暫停留的往返計劃。然而，商業太空公司卻有著開拓外層太空的目標，SpaceX 的具體目標就是在火星上建立壹個人類殖民地。
對於長期火星生活來說，依靠地球的補給飛船並不現實，最實用的策略還是依靠火星上已有的資源生存。研究人員已經確定，人類在火星生存需要五種主要消耗性資源，包括能源、水、氧氣、建築材料和食物，而前四種資源在火星上都可能有著非常豐富的含量。
例如，能源我們有太陽能，還可能會有核裂變反應堆，這些都可以幫助為未來的火星人提供能源，而火星上的冰和含水礦物則是水的來源，二氧化碳可以轉化為氧氣，火星土壤也可以很容易地制成建築材料用的磚。
但相比之下，火星上並沒有天然的食物，使用器械(比如壹個簡單的化學反應器)去將火星原料制作成食物也非常困難，研究人員說。
研究報告的主要撰寫人、奧蘭多中佛羅裏達大學的行星科學家基思·坎農(Keith Cannon)在接受采訪時說：“食物可能是最難在火星當地制造的東西了，如果妳想要自給自足的話，就不能全部靠進口。”
面對這壹挑戰，科學家們想知道怎樣才能實現這個激進目標，在火星上生產足夠100萬人食用的食物。
坎農說：“我們有和很多人進行合作，他們想在我們的模擬火星土壤中種植植物，這讓我們看到了在為未來人類登月或火星任務生產食物方面，科學界正在進行哪些研究。而事實證明，這些研究主要集中在非常低熱量的蔬菜上，它們沒有考慮到替代蛋白質來源的最新創新。我們提出了這樣的壹個問題：拋開NASA那種短期任務，要養活壹座SpaceX設想的那種百萬人口城市需要什麽?”
研究人員指出，在火星上飼養農場動物來獲取奶制品和肉類在短期內是不現實的，因為將這些動物運送到火星會面臨諸多挑戰。但同時，他們也註意到大多數人並不想完全吃素。因此，他們認為昆蟲養殖場和實驗室培育肉類將會是這個問題的解決方案。
研究人員說，昆蟲養殖場非常適合制作火星 美食 ，因為昆蟲養殖場可以在使用相對較少的水和飼料的前提下，在單位土地上提供大量的卡路裏，同時，他們還指出蟋蟀是食用昆蟲中最有前景的例子之壹，蟋蟀面粉可能會包含在許多不同的食譜之中。
坎農說：“如果人們能克服心理因素的話，那麽昆蟲就是解決這個問題的辦法。”
研究人員說，對於那些不喜歡昆蟲的人來說，“細胞農業”——即由實驗室培養細胞做成的食物——可以幫助火星上的人們吃上壹些他們更熟悉的食物。研究人員說，現在，從藻類到肉類和魚類，再到無牛牛奶和無雞雞蛋，壹切都有可能實現，在投資者投入大量資金去完善這種技術之後，壹個人造肉餅的成本已經在兩年的時間內從32.5萬美元降至11美元。
談到農作物，研究人員說，火星定居地的藝術插畫通常都會帶有溫室，但這些溫室可能並不實用。因為火星離太陽太遠了，即使是在陽光最充足的赤道，植物接收到的光量也就和它們在阿拉斯加接收到的光量差不多。此外，雖然溫室是由透明的玻璃窗構成的，但它們在地球上的時候仍然通常會吸收50 - 70%的光，而在火星上，這些玻璃恐怕只會吸收更多的光，因為火星的大氣要更冷，更稀薄，所以火星的溫室需要更強的材料去支持壹個內部加熱加壓的環境。
研究人員說，在火星上種植植物可能需要用到高強度LED照明的隧道，此外還需要通過光纖電纜收集和傳輸陽光。他們說，采用水培或氣培系統進行無土耕作也是可能的，但這些策略將需要用到托盤、泵和水箱，這樣的話我們就需要向火星運送更多的物資。此外，以土壤為基礎的農業可能有著更強的抵禦病害能力，但研究人員補充說，只有在進行大量研究和處理之後，火星上的無機泥土才可以轉化為能夠支持植物生長的活土壤。
先前的研究表明，對火星殖民者來說，有許多農作物可能會特別實用，比如小麥、玉米、大豆、花生和紅薯。基因改造技術還可以使農作物在許多方面幫助火星人類——例如，消耗更多的二氧化碳和提高生產量。
坎農說：“到目前為止，幾乎所有的研究都集中在種植植物來養活宇航員上，但是植物會占據大量的空間，在另壹個星球上，這就意味著要建造更多需要加壓、加熱和照明的大型室內工廠。如果妳想要在另壹個星球上養活壹大群人的話，妳必須要拋棄種植多水蔬菜的想法，好好地考慮壹下產生足夠卡路裏所需要的大量能源、水和原材料。”
為了了解養活壹個百萬人口火星城市可能需要什麽，研究人員模擬了壹個人群模型，這個人群中既有來自地球移民，也有在火星出生的人，出生率為每個地球年25%(這是地球發達國家的典型出生率)。總而言之，他們假設，在壹個世紀的時間裏，人類需要進行6900次太空飛船任務才能把大約100萬移民送到火星，其中有34萬人在火星上出生。
科學家們計算了每個人所需的卡路裏，並模擬了包括小麥、玉米、紅薯、蟋蟀和實驗室培育雞肉在內的飲食條件對土地的利用情況，他們發現，依靠大約9000英裏(14500公裏)長、12英尺(3.6米)寬的垂直管道，壹個擁有百萬人口的火星殖民地可以在100年內實現糧食的自給自足。
然而，在此期間，這些殖民者將需要大約5.4萬次飛行任務來進口大量的糧食。科學家們指出，其實顯著減少進口食品數量有很多種方法，比如提高火星上的農場建設速度。
坎農說：“這些研究受到了壹種非常普遍的質疑，人們認為這是科幻小說的情節——前往火星的載人任務還需要幾十年的時間才能實現，所以為什麽現在就費心研究這個呢?其實任何持有這種觀點的人都需要認真看看SpaceX在做什麽——他們已經在測試火星運載飛船的原型了。”
他補充說，現在是“找出實現這個目標的方法”的時候了。
研究人員說，關於如何養活火星殖民者的研究也可以幫助養活地球上的人。
坎農說：“火星寒冷稀薄的大氣層所帶來的限制，會迫使妳用壹種比地球現有工廠化養殖方式更可持續、更合乎道德的方式生產食物。所以，將我們目前的飲食習慣轉換成‘火星人的飲食習慣’也可以幫助我們自己的星球。”為此，科學家們創建了壹個網站，http：//eatlikeamartian.org，上面提供了壹些相關的信息。
坎農以及研究報告的資深作者、中佛羅裏達大學的丹尼爾·布裏特(坎農)於8月30日在《New Space》雜誌的網絡版上詳細介紹了他們的發現。