“ทำไร่บนดาวอังคาร” ความหวังผลิตอาหารเลี้ยงชุมชนมนุษย์นอกโลก

มนุษย์โลกกลุ่มแรกที่จะไปตั้งรกรากบนดาวอังคารอาจไม่ใช่มนุษย์อวกาศ แต่เป็นชาวไร่ชาวสวน ผู้ที่ต้องไปบุกเบิกพื้นที่ทำกินบนดาวแดง เพื่อสร้างแหล่งผลิตอาหาร และเตรียมการสำหรับมนุษย์ที่จะไปตั้งรกรากบนดาวเคราะห์เพื่อนบ้าน

ภารกิจพิชิตดาวอังคารนั้นเป็นความใฝ่ฝันและเป็นความท้าทายอย่างยิ่งของมนุษย์โลก โดยองค์การบริหารการบินอวกาศสหรัฐฯ (นาซา) มีแผนที่จะส่งมนุษย์ไปดาวอังคารในช่วงหลังปี 2030 ซึ่งไม่เพียงแต่เป็นการไปเยือนดาวเพื่อนบ้านเท่านั้น แต่ยังไปเพื่อสำรวจและบุกเบิกพื้นที่บนดาวแดง เพื่อหวังเป็นถิ่นฐานแห่งใหม่ของมนุษย์โลกในอนาคต โดยมีแผนที่จะส่งมนุษย์ไปบุกเบิกพื้นที่ทำการเกษตรเพื่อผลิตอาหารเลี้ยงชุมชนมนุษย์บนดาวอังคาร

“สิ่งหนึ่งที่ชาวไร่ชาวสวนทุกคนบนดาวอังคารจะได้รู้ คือการผลิตอาหารนั้นเป็นเรื่องที่ยากมาก มันไม่ใช่เรื่องขี้ปะติ๋ว ดูอย่างเวลาที่ผ่านมาจนถึงหลายร้อยปีก่อนการทำไร่ทำสวนก็กินเวลาเกือบทั้งหมดของเรา ซึ่งชาวอาณานิคมบนดาวอังคารรุ่นแรกๆ จะต้องกลับไปสู่ชีวิตรูปแบบนั้นเพื่อความอยู่รอด”

คำกล่าวของ เพเนโลพี บอสตัน (Penelope Boston) ผู้อำนวยการโครงการศึกษาธรณีวิทยาถ้ำ และคาสต์ (Cave and Karst Studies program) สถาบันการทำเหมืองแร่และเทคโนโลยีนิวเม็กซิโก (New Mexico Institute of Mining and Technology) ในสหรัฐฯ กล่าวในระหว่างการประชุม ฮิวแมนส์ ทู มาร์ส ซัมมิท (Humans 2 Mars Summit) ที่จัดขึ้นที่มหาวิทยาลัยจอร์จ วอชิงตัน (George Washington University) เมื่อ 6-8 พ.ค. ที่ผ่านมา

ทั้งนี้ นาซากำลังขะมักเขม้นในการศึกษาวิจัยเรื่องการเกษตรบนดาวอังคารและในอวกาศ เพราะมีเป้าหมายในการส่งมนุษย์กลุ่มแรกไปดาวอังคารราวอีก 20 กว่าปีข้างหน้า ขณะที่เจ้าหน้าที่ของนาซาข้องใจว่า ถ้าภารกิจดังกล่าวเป็นโครงการระยะยาวแทนที่จะเป็นการไปเยือนดาวอังคารในระยะสั้น ทำให้การไปถึงดาวอังคารและยืดเวลาพักอาศัยออกไปเป็นเรื่องยากขึ้น

“การอยู่อย่างยั่งยืนของมนุษย์บนดาวอังคาร คือเป้าหมายของพวกเราใช่หรือไม่? ผมคิดว่านี่คือหัวข้อที่ดีในการอภิปรายร่วมกัน” บิล เกอร์สเตนไมเออร์ (Bill Gerstenmaier) ผู้ช่วยผู้อำนวยการของนาซาในส่วนสำนักงานผู้อำนวยการภารกิจการดำเนินงานและสำรวจโดยมนุษย์ กล่าวไว้ในระหว่างการประชุมดังกล่าว

แน่นอนว่าการเพาะปลูกพืชพรรณธัญญาหารบนดาวอังคารเป็นความท้าทายยิ่ง ซึ่งแม้ว่าการวิจัยบนสถานีอวกาศนานาชาติ (International Space Station) หรือ ไอเอสเอส (ISS) ได้พิสูจน์ว่า พืชสามารถเจริญเติบโตได้ในสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำ แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่รู้ว่าสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำบนดาวอังคารจะส่งผลต่อพืชจากโลกมนุษย์แตกต่างไปอย่างไร

ทั้งนี้ บนพื้นผิวดาวอังคารนั้นได้รับแสงอาทิตย์เพียงครึ่งหนึ่งของโลกเท่านั้น และสภาวะที่ถูกล้อมไว้ด้วยเรือนกระจกที่ถูกปรับความดันยิ่งทำให้แสงแดดส่องไม่ถึงพืช ดังนั้น การให้แสงเสริมแก่พืชจึงเป็นสิ่งจำเป็น แต่การจัดหาแสงเพิ่มเติมนั้นก็จำเป็นต้องใช้พลังงานในปริมาณมาก

ทางด้าน ดี มาร์แชล พอร์เตอร์ฟิลด์ (D.Marshall Porterfield) ผู้อำนวยการแผนกวิจัยวิทยาศาสตร์ชีวภาพและกายภาพ ของสำนักผู้อำนวยการภารกิจการดำเนินงานและสำรวจโดยมนุษย์กล่าวเสริมว่า ในแง่ระบบที่วิศวกรรรมต้องการนั้นไม่ใช่เรื่องใหญ่ เพราะตอนนี้นาซากำลังศึกษาการใช้หลอดแอลอีดี (LED) เพื่อให้ความยาวคลื่นเพียงย่านเดียวที่พืชต้องใช้เพื่อสังเคราะห์แสงอย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนั้นนักวิจัยยังศึกษาด้วยว่าพืชสามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่มีความดันต่ำกว่าบนโลกได้หรือไม่ เนื่องจากการให้ความดันในเรือนกระจกบนดาวอังคารมากเท่าไหร่ หมายถึงเรือนกระจกยิ่งต้องใหญ่ขึ้นเท่านั้น

“คุณไม่ต้องเพิ่มความดันเรือนกระจกให้เท่าความดันปกติบนโลก เพื่อทำให้พืชเจริญเติบโตหรอก การรักษาความดันให้เท่าปกติบนพื้นผิวดาวเคราะห์อื่นเป็นเรื่องยาก แต่คุณสามารถลดความดันเหลือ 1 ใน 10 ของระดับปกติโดยที่พืชยังเติบโตได้” คำอธิบายเพิ่มเติมจาก โรเบิร์ต เฟิร์ล (Robert Ferl) ผู้อำนวยการศูนย์สหวิทยาการเพื่อการวิจัยทางด้านเทคโนโลยีชีวภาพ (Interdisciplinary Center for Biotechnology Research) มหาวิทยาลัยฟลอริดา (University of Florida)

แต่เรือนกระจกนั้นต้องผนึกแยกจากส่วนอาศัยของมนุษย์อวกาศอย่างสิ้นเชิงด้วย ซึ่ง ทาเบอร์ แมคคัลลัม (Taber MacCallum) เจ้าหน้าที่อาวุโสของบริษัทพารากอนสเปซเดเวลลอปเมนต์คอร์เปเรชั่น  (Paragon Space Development Corp) เสนอกลเม็ดในการรับมือปัญหาดังกล่าว โดยให้ชาวไร่อวกาศบนดาวแดงต้องสวมชุดปรับความดันระหว่างทำสวนทำไร่

นอกจากนั้น เกษตรกรบนดาวอังคารยังต้องรับมือกับรังสีต่างๆ อีก ซึ่งบนดาวอังคารไม่มีชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นเหมือนโลกที่ช่วยป้องกันรังสีจากดวงอาทิตย์ได้ และยังมีอนุภาคต่างๆ จากอวกาศที่อาจเป็นอันตรายทั้งต่อมนุษย์และพืชบนดาวอังคาร ดังนั้นเกราะป้องกันหรือเครื่องบรรเทาจึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง

“การดูแลรักษาโครงสร้างพื้นฐานนั้นเป็นส่วนที่มีค่าใช้จ่ายสูงสำหรับการปลูกพืชบนดาวอังคาร อุปกรณ์หรืออะไหล่ต่างๆ ที่จำเป็นควรมีอย่างเหลือเฟือ เผื่อมีบางสิ่งบางอย่างพังเสียหาย ซึ่งในความเป็นจริงนั้น การขนส่งเครื่องไม้เครื่องมือจำนวนมากจากโลกไปดาวอังคารเพื่อทำการเกษตรบนดาวอังคารอาจต้องใช้เวลาอย่างน้อย 15-20 ปี และเมื่อเทียบกันแล้ว มันอาจจะมีน้ำหนักน้อยกว่าการขนส่งอาหารที่ต้องดำเนินการควบคู่กันไป” แมคแคลลัมกล่าว

แม้ภารกิจนี้จะเป็นความท้าทายอย่างมาก แต่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า เกษตรกรรมบนดาวอังคารจะบรรลุผลในที่สุด

“ทุกๆ การอพยพครั้งยิ่งใหญ่ในประวัติศาสตร์เกิดขึ้นเพราะเรานำเอาเกษตรกรรมของเราไปด้วย เมื่อคุณเรียนรู้วิธีที่จะนำเอาพืชพรรณติดตัวไป คุณไม่อาจไปเพียงเพื่อเยี่ยมเยือน แต่คุณสามารถพำนักอาศัยและดำรงชีวิตต่อไปได้” เฟิร์ล กล่าวทิ้งท้าย