Bis man dafür auf Marsmaterial zurückgreifen kann, wird es ein schwerer Weg.
Das sehe ich anders, zumindest wenn man will.
Es gibt ein Bakterium, das erzeugt Polyhydroxybuttersäure, ein Bio-Kunststoff. Was braucht es? Wasser und Zucker.
Der metabolic pathway, also die Gene für die Synthese des Kunststoffes sind bekannt und es ist sogar ein Plasmid erhältlich (deutsche Sammlung von Mikroorganismen).
Würde man diese Gene nun einem Cyanobakterium (oder anderem Autotrophen) einpflanzen, würde es aus CO2 + H2O und Licht über Zucker Kunststoff direkt herstellen.
Mit einem verbessertem Promotor (regelungselement der Gene) kann man das Bakterium viel mehr von dem Kunststoff erzeugen.
(natürlich, Photosynthese wird langsamer Kunststoff erzeugen, als wenn energetisch dichterer Zucker als Ausgangsstoff verwendet wird.
Ersatzweise müßten die Siedler von Mars One eben mit Schaufeln oder einfachen Geräten arbeiten. Die sind ja sowieso mehr aufs Überleben als auf wissenschaftliche Arbeit ausgerichtet.
Die muss man ja sowieso irgendwie beschäftigen, sonst werden sie blöd, eingesperrt in einer Tunfischdose. Wie Menschen auf der Erde oder Tiere im Zoo.
Die Konstruktion wird genügen, um unterhalb der Kuppel eine Temperatur über 0°C zu halten. Vielleicht wäre noch eine zweite Kuppel innen aus wesentlich dünnerer Folie nötig. Es wäre aber immer noch Marsluft mit Mars-Luftdruck.
Man sollte dazu natürlich auch kälte-Resistente Pflanzen auswählen. (Falls die Temperatur mal ungewollt sinkt, sollte die Pflanze immerhin etwas aushalten. Bananen auf dem Mars wären also sehr empfindlich und nicht geeignet. Ok, man könnte sie auch gentechnisch etwas modifizieren (z.B. Frostschutz, ... ), aber das ist wieder ein Kapitel für sich.
Für Gewächshäuser wählt man den Innendruck so niedrig wie möglich, um die Anforderungen an das Material zu begrenzen.
So niedrig wie möglich, so hoch wie nötig. Plus eine großzügige Reserve.
In die Unterschale käme Bodengrund, z.B. tonhaltig für die Pflanzen mit genug Wasser.
Puh, eher nicht.
Marsboden enthält doch alles, was Pionierpflanzen brauchen. (kein Humus, aber Spurenelemente wie Kalium, Kalzium, Natrium, Phosphor, etc... )
Ich würde gute Pflanzen nehmen, und in Mars-erde. Und eventuell Dünger (der hat dann kaum Gewicht. Erde ist ja (gewichtsmäßig zu >95%) praktisch eine Mixtur aus Silizium-Sauerstoffverbindungen.
Auf den Bergen des Himalaya schaffen es unter Erdschwerkraft trainierte Bergsteiger sogar noch, ohne Sauerstoff den Gipfel zu ersteigen
Man muss sich halt daran gewohnen. Ein paar Wochen, aber die haben die Marsonauten ja.
In diesen Gewächshäusern könnte mit manueller Arbeit Gemüse gezogen werden.
Das ist psychologisch sogar unbedingt notwendig, damit die Leute dort nicht den ganzen Tag im Habitat hocken und Tetris spielen
Man könnte erforschen, welcher Druck erforderlich ist, wenn nur die Bedürfnisse der Pflanzen berücksichtigt würden, sicher wesentlich weniger.
Es gibt ja auch verschieden Arten vonm Pflanzen, die unterschiedliche Bedürfnisse haben. Ausserdem wäre genetisch da sowieso noch viel Spielraum.
Pflanzen haben sich ja mit der Evolution an Erdbedürfnisse angepasst, können das aber auch auf dem Mars tun (oder getan werden, in vitro)
Bis die Gentechnik so weit ist, vergehen aber wohl noch ein paar Jahrzehnte.
Eher kaum. Nur, wer bezahlt das heute?
Ich habe einen Vortrag gehört (von einer Firma) über Algen, die Fette (treibstoff) erzeugen sollen. Allerdings machen die das nur in der stationären Phase (kaum Wachstum), nicht in der exponentiellen.
Ein Professor von mir meinte zu uns, dass das ja gar nichts werden könne, weil sie dann eben nicht exponentiell wachsen, und daher man kaum massegewinn hat.
Theoretisch, einfach einen (oder mehrere) anderen Promotor dran und das Gen wird immer exprimiert, sprich over-expression des Fettes in jeder Lebenslage.
Ein Gen synthetisieren zu lassen, kostet je nach Basenpaaren locker mal 500-1000 Dollar, mit Erkennungssequenzen dann aber gleich mal bei 3000 Dollar.
Mit ein paar tausend Dollar und nachdem du dich etwas hineingelesen hast, könntest du das sogar selber machen! (aber wer hat schon so viel Geld). Oder in vielen PCR-Schritten, dann aber für ein paar Dollar (primer -> 30$, etc.) und in mehreren versuchen.
Aber genug mal davon (Falls dich das mehr interessiert, google nach DIY Bio, auf google groups gibt es eine tolle Liste!)
50mBar wird wohl ein Wert, mit dem die Pflanzen leben können. Aber man braucht auch noch das Bodenleben, Bakterien und Pilze, die Nährstoffe aufbereiten. Jedenfalls wenn man einen guten und direkten Materialkreislauf zwischen Pflanzen und Ausscheidungen als Dünger haben will. Deren Bedürfnisse, Sauerstoff und Stickstoff, könnten einen viel höheren Druck erforderlich machen.
Bakterien sind sehr, sehr genügsam. Die passen sich schon an. Die machen auch viel schneller Evolution (siehe Antibiotika Resistenz). Die können ohne Sauerstoff leben, ihren Stickstoff aus der luft fixieren, Stickstoff aus der Erde freisetzen (nitrate -> freier Stickstoff), ein paar mBar Methan, hohen drücken ,....... )