Расчет по картофану
Растения должны быть изолированы от атмосферы и от потока протонов и ядер гелия солнечного ветра. Иначе им пиздец придет. Так что растить можно только в закрытых парниках под защитой слоя грунта и искусственном освещении.
Солнечная постоянная на орбите Марса 0,58 КВт/м2. На поверхности поток солнечного ниже, часть его поглощается и рассеивается в атмосфере. КПД солнечных панелей MER обеспечивал им 0,1 КВт/м2 днем.
Для вегетации нужен свет длиной волны 450-650 нм. Светодиодная лента с красными и синими светодиодами вполне покрывает этот диапазон.
Требуемая для картофеля освещенность 10 000 лк
Средняя урожайность картофана 100 ц/га (консервативно).
Следовательно для 1 т картофана нужна площадь 0,1 га или 1000 м2. Т.е. нужен световой поток 10 000 x 1000 = 10 000 000 люмен
Световая эффективность у светодиодов в среднем 100 Лм/Вт
10 000 000 / 100 = 100 000 Вт.
100 кВт электроэнергии для освещения которые обеспечат 100x0,1 = 1000 м2 солнечных панелей.
С обогревом сложнее, потеря тепла будет идти не только через теплопроводность грунта но и через излучение, все зависит от того как и чем будем теплоизолировать пол, потолок и стены помещения и кпд светодиодов.
Черт его знает какой период вегетации и вызревания клубней картофана в условиях Марса. Допустим 100 дней с момента посадки до сбора урожая.
100 кВт x 8 (время освещения в сутки) x 100 = 80 МВт-ч.
100 кВт x 10 (время освещения в сутки) x 100 = 100 МВт-ч.
Это только на освещение, без учета обогрева и пр. расходов электроэнергии.
По удобрениям
1 условная тонна картофеля выносит из почвы 5 кг азота, 2 кг фосфора, 9 кг калия, 4 кг кальция, 2 кг магния и дохуя воды. Азот, фосфор и калий можно привезти в форме нитроаммофоски, карбонаты кальция вроде в грунтах Марса нашли, сульфат магния вроде тоже там имеется.