Ето как НАСА успява да отгледа чилийски чушки в космоса

Преди няколко седмици астронавтите на Международната космическа станция (МКС) се насладиха на много специален празник с тако, включително пресни чушки Hatch, отгледани в орбита. Повече от малко забавление за екипажа, това бяха първите цъфтящи растения, отгледани, събрани и консумирани в космоса и представляват скок напред в сложността на отглежданите растения микрогравитация.

За да научим как се отглеждат вкусни пресни зеленчуци в космоса, разговаряхме с ЛаШел Спенсър, ръководител на научния екип на проекта за експеримента с лют пипер, който ръководеше проектът от подбора и подготовката на семената до опаковането им за изстрелване до дистанционно наблюдение на растенията, докато растат в МКС и надзор на първия жътва.

Уютна растителна среда в космоса

Целта на проекта беше проста: да се докаже, че е възможно да се отглежда сложна цъфтяща култура като люти чушки в космоса. Въпреки че е сравнително лесно да се отглеждат листни зеленчуци като кейл на МКС, а последните проекти успяха да отглеждат зеленчуци като

репички както и пшеницата, отглеждането на люти чушки е по-сложно от тези предишни проекти - и двете, защото растенията изискват внимателно опрашване и тъй като им отнема много повече време за растеж (около четири месеца) в сравнение с по-бързи култури като маруля и репички.

Културите са отгледани в специален контейнер на МКС, наречен Advanced Planet Habitat, напълно автоматизирана система, която изследователите на земята могат да контролират дистанционно. Всеки ден се правят снимки на растенията в местообитанието и изследователите могат да контролират много аспекти околната среда като регулиране на червените, зелените и сините LED светлини или температурата вътре в растението резервоар.

APH е затворена среда. В сравнение с това, когато растете в прозорец, Спенсър каза: „Вие имате майката природа. Имате слънце и пълния спектър [светлина].“ В APH има само ограничен спектър от налична светлина и растенията пропускат ултравиолетова светлина - което кара чушките да растат малки тумори от долната страна на техните листа. Това не е проблем за избрания тип растение пипер Hatch, но може да бъде проблем за други сортове.

Друг проблем е торенето. „Ние използваме торове с освобождаване във времето“, обясни Спенсър. „Трябваше да се уверим, че имаме правилната комбинация от хранителни вещества, за да ни преведе през 120-дневен експеримент. Това е смес от калций, магнезиев нитрат и подобни неща. И когато ги няма, ги няма. Няма начин да добавите повече хранителни вещества към системата.

Регулиране на условията в движение

Докато екипът на Спенсър имаше устройство, подобно на APH в лабораторията си за тестване, и те го използваха, за да симулират какво условията, необходими на растенията, все още беше предизвикателство да се предскаже точно какви условия ще са необходими на лютите чушки, за да растат в космоса. „Трябваше да се коригираме в движение“, каза тя, което можеха да направят от земята, като промениха фактори като нива на светлина в местообитанието или нивата на почистване на определени химикали от околната среда.

Например нуждите от вода на растенията са различни на Земята от тези на космическата станция, което те забелязват, като гледат снимки на растенията, докато растат. „Необходимостта от вода вероятно е с 10-15% по-висока от това, което правехме на земята“, обясни Спенсър, което се дължи на начина, по който водата се задържа и се движи около APH в микрогравитация.

Растенията без гравитация растат странно

Дори с всички тези настройки все още имаше разлики в начина, по който растенията растяха в микрогравитация. В условията на гравитацията на Земята използваният вид чили расте право нагоре, като цветята и плодовете висят надолу. „При микрогравитация растенията имаха по-гъста морфология и растяха успоредно на научния носител [тавата, в която са засадени семената]. Цветовете се отвориха право нагоре, а някои от плодовете също се отвориха право нагоре“, обясни Спенсър.

Тази разлика във формата на растението също не е просто любопитство, тъй като може да е повлияла на начина, по който се опрашват растенията. Екипът на Спенсър установи, че тяхната реколта от чили се опрашва по-бавно в орбита, отколкото на земята, и тя смята, че това може да се дължи на факта, че когато цветята сочат нагоре, въздухът поривите, които използват за опрашване, биха могли да издухат прашеца далеч от цветето, за разлика от разклащането на обърнато надолу цвете и оставянето на прашеца да се смеси в цвете.

„Микрогравитацията определено имаше огромен ефект върху морфологията на растенията“, каза тя, но микрогравитацията не засяга всички растения по същия начин. „От известно време отглеждаме листни зеленчуци във VEGGIE и когато набавим водата правилно, те се справят много добре. Няма какво да се каже, че са по-различни от това, което отглеждаме на земята. Сега, след като преминахме към плододаващите култури, определено има разлика.“

Една от най-големите разлики е, че растенията в космоса са с около 50% по-малки от тези на земята. Но чилите, които произвеждаха, все още бяха големи, достигайки до около четири или пет инча дължина.

Вкусни космически такос

Така че защо да отглеждаме люти чушки? Ами за начало, те са с високо съдържание на витамин С и растенията са достатъчно здрави, за да растат добре дори при трудни условия. В допълнение към хранителния аспект, типичната пикантност на лютите чушки е много желана сред астронавтите, Спенсър каза: „Екипажът, тъй като микрогравитационната среда влияе на вкусовите им рецептори, те винаги са изразявали желание за по-пикантно храни. Обичат лют сос!“

Въпреки цялата сложност на отглеждането на чушки, първата реколта беше много успешна. "Беше страхотно!" каза Спенсър. Тя и нейният екип разгледаха снимки на реколтата от пипер и изпратиха инструкции на астронавта Марк Ванде Хей да избере седем от тях за прибиране на реколтата. Бяха предимно зелени, с по една червена чушка. След като внимателно подбират чушките, астронавтите ги нарязват на кубчета и им се наслаждават в тако, което астронавтът Меган МакАртър описано като „петъчен пир!“

Петъчен празник! След прибирането на реколтата трябва да опитаме червено и зелено чили. След това попълнихме анкети (трябва да имаме данните! 😁). Най-накрая направих най-добрите си космически такос досега: говеждо фахита, рехидратирани домати и артишок и HATCH CHILE! https://t.co/pzvS5A6z5upic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

— Меган МакАртър (@Astro_Megan) 29 октомври 2021 г

Психологически тласък

Това сочи към едно от големите предимства на отглеждането на прясна храна в космоса: не само е добре за физическото здраве на астронавтите да ядат пресни зеленчуци, но е чудесно и за техните психическо благополучие. Психологическите експерименти на земята показват, че отглеждането на растения може да даде чувство на удовлетворение и гордост и може да помогне за подобряване на настроението и намали стреса. Вероятно същото важи и за астронавтите, особено като се има предвид, че те са в затворена среда с малък достъп до природата.

Докато екипът на Спенсър все още чака данни за това как астронавтите се чувстват да се грижат за лютите чушки (те попълват въпросник за техните преживявания като част от експеримента), тя каза, че смята, че астронавтите са имали положителен опит, когато ги е наблюдавала да взаимодействат с растенията. „Виждам вълнение по лицата им, когато ги гледам на камерите“, каза тя. „Мога да кажа, че харесват начина, по който миришат.“

Астронавтите могат също да прекарват време с растенията между моментите, когато са извършвали операции като прибиране на реколтата. „Те успяха да свалят покривалото и да погледнат през прозореца в свободното си време“, каза Спенсър. И това се оказа полезно и за експеримента, тъй като един от членовете на екипажа забеляза растение, което развиваха често срещан проблем, наречен гниене на края на цъфтежа по време на свободното им време, който след това беше премахнат от реколта.

Какво предстои за растенията в космоса?

След като първата реколта е завършена, експериментът все още не е завършен. Повече от лютите чушки ще продължат да растат, а следващата реколта е насрочена за 26 ноември. В крайна сметка някои люти чушки ще бъдат върнати на Земята, където техният генетичен състав ще бъде сравнен с подобни люти чушки, отглеждани на Земята, а Спенсър и нейният екип ще извършат хранителен анализ.

Спенсър също казва, че има още много въпроси, които иска да проучи за това как микрогравитацията влияе върху опрашването и плододаване, тъй като сме далеч от пълното разбиране за това как липсата на гравитация засяга тези комплекси растения. Засега обаче сме една стъпка по-близо до това да предоставим на астронавтите вкусна, здравословна храна и да научим много за растенията в процеса.

Препоръки на редакторите

• Гледайте как новият слънчев масив на НАСА се разгръща на космическата станция
• Как да гледате как частната мисия на НАСА пристига на космическата станция
• НАСА се подготвя за втората си изцяло частна мисия до МКС
• НАСА потвърждава, че МКС ще приема космонавти до 2028 г
• Как да гледате петъчната историческа космическа разходка на МКС