Giải quyết khủng hoảng lương thực từ sứ mệnh sao Hỏa đến sa mạc khô cằn

Giải quyết khủng hoảng lương thực từ sứ mệnh sao Hỏa đến sa mạc khô cằn

    Giải quyết khủng hoảng lương thực từ sứ mệnh sao Hỏa đến sa mạc khô cằn

    Solar Foods' Senior Vice President Arttu Luukanen wearing a suit

    DR ARTTU LUUKANEN

    PHÓ CHỦ TỊCH CAO CẤP, KHÔNG GIAN & QUỐC PHÒNG

    THỰC PHẨM NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

    Tại sao một công ty chuyên giải quyết cuộc khủng hoảng lương thực trên Trái đất lại quan tâm đến việc đưa loài người lên sao Hỏa? Bởi vì các giải pháp cho cả hai thách thức đó đều có chung nguồn gốc.

    Tôi tham gia Solar Foods với nền tảng khác với nhiều chuyên gia của chúng tôi. Trong khi nhiều người khác trong nhóm của chúng tôi đã cống hiến sự nghiệp của mình để tìm hiểu những bí mật của quá trình hóa sinh và sinh học, tôi trước hết là một nhà vật lý.

    Năm mười tuổi tôi được cha tặng một chiếc kính thiên văn. Tôi ngay lập tức bị thu hút bởi việc ngắm sao, điều này đã trở thành sở thích cả đời của tôi. Tôi thậm chí còn coi thiên văn học là một nghề nghiệp, nhưng một người bạn học thuật của gia đình gợi ý rằng học vật lý sẽ mang lại cơ sở tốt hơn để làm nhiều việc hơn sau này trong cuộc sống.

    Tôi bắt đầu học tại Đại học Helsinki vào giữa những năm 90, làm luận án tiến sĩ tại Đại học Jyväskylä và nghiên cứu sau tiến sĩ ở Boulder, Colorado. Tôi đã làm việc với tư cách là giáo sư nghiên cứu tại VTT, Giám đốc tại Millilab và điều hành công ty khởi nghiệp Aqella. Trên đường đi, tôi thường có vinh dự được làm việc trong các dự án liên quan đến không gian. Trong một trong những kỳ thực tập đầu tiên của tôi tại Metorex International, tôi đã giúp sản xuất các công cụ cho các sứ mệnh không gian: trên thực tế, một trong những công cụ mà tôi đã tham gia phát triển nằm ngoài kia trên bề mặt của một tiểu hành tinh.

    Năm 2008, tôi nằm trong top 2% trong nhóm ứng cử viên phi hành gia. Đáng buồn thay, tôi sẽ không du hành vào vũ trụ ở các vì sao, nhưng điều đó không làm giảm hứng thú của tôi trong việc chinh phục biên giới cuối cùng chưa biết.

    Bây giờ bạn biết một chút về tôi. Nhưng điều gì đã đưa tôi đến với Solar Foods?

    Cắt giảm chi phí trước, sau đó đưa sao Hỏa vào tầm tay của chúng ta
    Lĩnh vực của tôi tại Solar Foods liên quan đến Không gian và Khả năng phục hồi. Những lĩnh vực này nghe có vẻ rất khác nhau nhưng cốt lõi của chúng là cùng một câu hỏi: làm thế nào để chúng ta cung cấp thức ăn cho con người một cách hiệu quả và an toàn trong những tình huống mà thực phẩm là nguồn tài nguyên khan hiếm và hữu hạn?

    Hãy bắt đầu với một nửa không gian. Một trong những điều quan trọng về du hành vũ trụ là nó đắt tiền – và điều đó cũng áp dụng cho việc duy trì thức ăn trong không gian. Duy trì một trạm vũ trụ có người lái bao gồm các tên lửa mang thức ăn và nước lên quỹ đạo, đồng thời mang rác và chất thải trở lại trái đất. Đây có lẽ là những hoạt động cung cấp đắt nhất mà loài người từng biết đến. Do đó, việc cải thiện hệ thống thực phẩm mà các phi hành gia làm việc là một câu hỏi về tính bảo mật và tính thực tế, nhưng cũng là chi phí.

    Chúng tôi hiện đang làm việc để phát triển và xây dựng phiên bản đầu tiên của lò phản ứng sinh học phù hợp với tàu vũ trụ và sản xuất Solein khi thực hiện nhiệm vụ. Trong khi cơ sở quy mô thương mại đầu tiên của chúng tôi là Nhà máy 01 sẽ tăng quy mô sản xuất, lò phản ứng sinh học tàu vũ trụ là một ví dụ điển hình về cách chúng tôi cũng có thể thu nhỏ quy mô và tái tạo quá trình xử lý sinh học trong không gian ít hơn nhiều. Khi nói đến các sứ mệnh LEO (Quỹ đạo thấp của Trái đất), một giải pháp như thế này giúp tiết kiệm tiền: ít tên lửa được bắn hơn để chạy tiếp tế, để lại nhiều tài nguyên và ngân sách hơn cho những thứ khác.

    Với các nhiệm vụ vượt ra ngoài LEO và Mặt trăng, một đơn vị sản xuất Solein quy mô nhỏ chuyển từ quy trình tiết kiệm chi phí sang lĩnh vực khả thi. Một chuyến bay tới sao Hỏa sẽ mất ít nhất bảy tháng, cộng thêm bảy tháng nữa cho chuyến trở về (và đó là trong điều kiện tối ưu). Bất kỳ nhiệm vụ nào cũng cần một cách để sản xuất thực phẩm trong suốt chuyến bay: lấy lượng thực phẩm trị giá hơn một năm cho một phi hành đoàn gồm sáu người sẽ nhanh chóng gặp phải những hạn chế về không gian lưu trữ. Thay vì lấp đầy khoang hàng hóa bằng thực phẩm và nước, thật hợp lý khi phóng những thứ chỉ có thể được sản xuất trên Trái đất – bất cứ thứ gì khác đều lãng phí sức chứa hàng hóa quý giá. Một đơn vị sản xuất Solein có thể giải quyết những thách thức này.

    Chúng tôi là một doanh nghiệp, vì vậy, tất nhiên, cho dù chúng tôi có hào hứng thế nào với du hành vũ trụ, thì công việc đó cũng cần có ý nghĩa kinh doanh trong tương lai gần. Có một số lượng hạn chế các sứ mệnh không gian và tiền đồn trên bầu trời, nhưng các công ty tư nhân như SpaceX đang không ngừng phát triển nhóm khách hàng tiềm năng có thể mua hoặc thuê các đơn vị sản xuất Solein. Trên thực tế, một số công ty sẽ tung ra môi trường sống không gian thương mại cho LEO trong vài năm tới.

    Nếu giải pháp Solein tăng cường cung cấp thực phẩm trên ISS hoặc các môi trường sống khác trong tương lai, khoản tiết kiệm hàng năm có thể lên tới hàng triệu đô la. Xem xét một căn cứ mặt trăng được lên kế hoạch vào một thời điểm nào đó trong tương lai, chi phí tiết kiệm được hàng năm có thể lên tới hàng chục triệu. Một nhiệm vụ lên sao Hỏa? Giá trị của một giải pháp thực phẩm đáng tin cậy cho một kịch bản như vậy là gấp mười, thậm chí có thể gấp trăm lần so với giá trị trong LEO hoặc trên Luna.

    Ngoài ra, nghiên cứu liên quan đến không gian cũng thường mang lại những mặt tích cực gián tiếp. Học cách tái tạo quá trình xử lý sinh học trong một không gian hạn chế hơn nhiều có thể cung cấp cho chúng ta những hiểu biết mới về quá trình sản xuất Solein ở quy mô công nghiệp lớn hơn: cách tối đa hóa hiệu quả, tiết kiệm vật liệu, v.v. Việc chỉ đề cập đến một sứ mệnh trên sao Hỏa thường thu hút các nhân viên tiềm năng từ một nhóm các chuyên gia giỏi được chọn lọc, được truyền cảm hứng từ ý tưởng chinh phục. 

    sử dụng không gian. Vì vậy, có rất nhiều lý do tại sao công việc không gian của chúng tôi có tiềm năng kinh doanh lớn.

    Khả năng phục hồi là về phân cấp sản xuất lương thực - và củng cố nguồn cung
    Mặc dù phần không gian trong công việc của tôi chắc chắn rất hấp dẫn, nhưng những đổi mới tương tự cũng ăn sâu vào các câu hỏi trên Trái đất. Đây là lúc phần Khả năng phục hồi trong công việc của tôi phát huy tác dụng.

    Hệ thống nông nghiệp tập trung hiện tại của chúng ta rất dễ bị gián đoạn. Cuộc chiến ở Ukraine là ví dụ gần đây nhất về một cú sốc hệ thống, nhưng hạn hán và các điều kiện khí hậu khác hàng năm đang tạo ra những thách thức ngày càng nghiêm trọng, ngay cả bên ngoài các khu vực chiến sự đang hoạt động. Những vấn đề này dần dần len lỏi vào hệ thống và chúng càng được phép nổi lên thì chúng càng trở nên khó giải quyết.

    Trong nhiều thập kỷ, những vấn đề như thế này đã được giảm bớt nhờ viện trợ lương thực – nhưng điều này đi kèm với những thách thức riêng. Để đảm bảo đủ thời hạn sử dụng trong điều kiện địa phương, rất khó để tạo ra khẩu phần khẩn cấp đủ dinh dưỡng hoặc đa dạng như lý tưởng. Các thành phần cơ bản nhất có thể giúp duy trì sự sống cho trẻ em suy dinh dưỡng, nhưng chúng vẫn còn cách xa một chế độ ăn uống cân bằng.

    Bên cạnh những cuộc khủng hoảng lương thực thực tế, thế giới còn có rất nhiều cộng đồng sống trong điều kiện khí hậu đầy thách thức: những ngôi làng xa xôi phía trên Vòng Bắc Cực, những khu định cư ở những vùng sa mạc khô cằn, v.v. Ngay cả trong những tình huống tốt nhất, chúng cũng dễ bị tổn thương trước sự gián đoạn đột ngột (ví dụ: thiên tai) có thể phá hủy kho lương thực hoặc cắt đứt các tuyến đường cung cấp.

    Để giải quyết những câu hỏi này, chúng ta cần rời xa nền nông nghiệp tập trung và hướng tới các giải pháp phi tập trung. Bây giờ, chúng ta nên nhớ rằng ngay cả những cộng đồng xa xôi thường không cần đạt được 100% độc lập về lương thực với phần còn lại của thế giới - do đó, đó cũng không phải là mục tiêu của chúng ta. Khả năng phục hồi liên quan nhiều hơn đến việc bổ sung các lựa chọn thay thế và đa dạng hóa nguồn cung cấp thực phẩm thông qua phân cấp một phần. Có một phạm vi rộng giữa một nhà máy Solein chính thức (tập trung cao độ) và một đơn vị có kích thước bằng chiếc tủ lạnh vừa với một con tàu vũ trụ (cực kỳ phi tập trung).

    Ví dụ, một ngôi làng nhỏ hẻo lánh có thể có một lò phản ứng sinh học có kích thước bằng một công-te-nơ chở hàng. Điều này sẽ không loại bỏ nhu cầu cung cấp thực phẩm bên ngoài, nhưng nó sẽ hỗ trợ và củng cố nhu cầu dinh dưỡng của cộng đồng và tạo ra một giải pháp khẩn cấp để giúp đảm bảo thực phẩm trong trường hợp khẩn cấp.

    Tương lai gần hơn chúng ta nghĩ
    Chúng ta đang sống trong một kỷ nguyên của cuộc chạy đua không gian mới. Cả Hoa Kỳ và Trung Quốc đều đang tìm kiếm các ngôi sao, nhưng các công ty tư nhân cũng đã tham gia vào lĩnh vực này. Có vẻ như việc xây dựng một căn cứ lâu dài trên mặt trăng có thể bắt đầu vào những năm 2030 – có một số câu hỏi kỹ thuật, nhưng chủ yếu là vấn đề về ý chí chính trị. Sau Chiến tranh Lạnh, người ta ít muốn tiếp tục du hành vũ trụ ra ngoài quỹ đạo tầm thấp của trái đất, nhưng sự quan tâm lại tăng lên và sự cạnh tranh có khả năng đẩy nhanh tốc độ phát triển.

    Trái đất của chúng ta là một tảng đá hữu hạn di chuyển trong vũ trụ, một không gian có nguồn tài nguyên hạn chế. Nếu nhân loại muốn kiên trì và trở nên hơn chúng ta ngày nay, chúng ta cần vừa học cách sống hài hòa với thiên nhiên trên Trái đất, vừa nâng cao hiểu biết và vươn xa hơn hành tinh của chúng ta.

    Cuối cùng thì đó chính là nội dung công việc của tôi tại Solar Foods. Hỗ trợ mục tiêu dài hạn về một hệ thống sản xuất lương thực phi tập trung trong những điều kiện khắt khe nhất ở Terra Firma và cung cấp cho các phi hành gia một công cụ có thể giúp họ tiến xa hơn những gì nhân loại đã từng du hành. Đó là công việc của hôm nay – và của ngày mai.

    Zalo
    Hotline