Zde je návod, jak se NASA daří pěstovat chilské papriky ve vesmíru

Před několika týdny si astronauti na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS) užili velmi speciální svátek tacos, včetně čerstvých paprík Hatch pěstovaných na oběžné dráze. Více než jen trochu zábavy pro posádku, byly to první kvetoucí rostliny pěstované, sklizené a spotřebované ve vesmíru a představují skok vpřed ve složitosti rostlin pěstovaných v nich mikrogravitace.

Abychom se dozvěděli o tom, jak můžete pěstovat chutnou čerstvou zeleninu ve vesmíru, mluvili jsme s LaShelle Spencerem, vedoucím vědeckého týmu projektu pro experiment s chilli papričkou, který dohlížel na projekt od výběru a přípravy semen přes jejich zabalení ke startu až po vzdálené sledování rostlin, jak rostly na ISS, a dohled nad prvním sklizeň.

Útulné rostlinné prostředí ve vesmíru

Cíl projektu byl jednoduchý: Dokázat, že je možné ve vesmíru pěstovat komplexní kvetoucí plodinu, jako jsou chilli papričky. Zatímco na ISS je poměrně snadné pěstovat listovou zeleninu, jako je kapusta, a nedávné projekty uspěly v pěstování zeleniny, jako je např.

ředkvičky stejně jako pšenice je pěstování chiles složitější než tyto předchozí projekty – oba proto, že rostliny vyžadují opatrnost opylení a protože jejich růst trvá mnohem déle (asi čtyři měsíce) ve srovnání s rychlejšími plodinami, jako je salát a ředkvičky.

Plodiny byly pěstovány ve speciálním kontejneru na ISS s názvem Advanced Planet Habitat, plně automatizovaném systému, který vědci na zemi mohou ovládat na dálku. Fotografie rostlin v biotopu jsou pořizovány každý den a výzkumníci mohou kontrolovat mnoho aspektů prostředí, jako je nastavení červených, zelených a modrých LED světel nebo teplota uvnitř růstu nádrž.

APH je uzavřené prostředí. Ve srovnání s tím, když rostete v okenním truhlíku, Spencer řekla: „Máte matku přírodu. Máte slunce a celé spektrum [světla]." V APH je k dispozici pouze omezené spektrum světla rostlinám chybí ultrafialové světlo – což způsobuje, že na spodní straně paprik rostou drobné nádory listy. To není problém pro vybraný typ rostliny Hatch pepper, ale může to být problém pro jiné odrůdy.

Dalším problémem je hnojení. "Používáme hnojiva s postupným uvolňováním," vysvětlil Spencer. „Museli jsme se ujistit, že máme správnou směs živin, která nás provede 120denním experimentem. Je to směs vápníku, dusičnanu hořečnatého a podobných věcí. A když jsou pryč, jsou pryč. Neexistuje žádný způsob, jak do systému přidat další živiny."

Úprava podmínek za chodu

Zatímco Spencerův tým měl ve své laboratoři k testování podobné zařízení jako APH a použili ho k simulaci toho, co V podmínkách, které rostliny vyžadovaly, bylo stále náročné přesně předpovědět, jaké podmínky budou chiles potřebovat k růstu ve vesmíru. "Museli jsme se přizpůsobit za chodu," řekla, což mohli udělat ze země vyladěním faktorů, jako je úroveň světla v přirozeném prostředí nebo úroveň čištění určitých chemikálií z prostředí.

Například požadavky rostlin na vodu byly na Zemi jiné než na vesmírné stanici, kterou si všimli při pohledu na fotografie rostlin, jak rostly. "Potřeba vody je pravděpodobně o 10-15% vyšší než to, co jsme dělali na zemi," vysvětlil Spencer, což bylo způsobeno tím, jak voda odpočívala a pohybovala se kolem APH v mikrogravitaci.

Rostliny bez gravitace rostou podivně

I přes všechny tyto úpravy stále existovaly rozdíly ve způsobu, jakým rostliny rostly v mikrogravitaci. V podmínkách zemské gravitace roste použitý typ chile přímo vzhůru, přičemž květiny a ovoce visí dolů. „V mikrogravitaci měly rostliny huňatější morfologii a rostly paralelně s vědeckým nosičem [podnos, do kterého jsou zasazena semena]. Květiny se otevřely přímo nahoru a některé plody se také otevřely rovně,“ vysvětlil Spencer.

Tento rozdíl ve tvaru rostliny není jen kuriozitou, protože mohl ovlivnit, jak jsou rostliny opylovány. Spencerův tým zjistil, že jejich úroda chile se na oběžné dráze opyluje pomaleji než na zemi, a ona si myslí, že to může být proto, že když květiny směřují vzhůru, vzduch poryvy, které používají k opylení, mohly odfouknout pyl pryč z květu, na rozdíl od třesení dolů směřující květinou a nechat pyl promíchat uvnitř květ.

"Mikrogravitace měla rozhodně obrovský vliv na morfologii rostlin," řekla, ale mikrogravitace neovlivňuje všechny rostliny stejným způsobem. „Ve VEGGIE už nějakou dobu pěstujeme listovou zeleninu, a když načerpáme správnou vodu, daří se jí velmi dobře. Není nic, co by říkalo, že se liší od toho, co pěstujeme na zemi. Nyní, když jsme přešli na ovocné plodiny, je tu určitě rozdíl."

Jedním z největších rozdílů bylo, že rostliny ve vesmíru vyšly asi o 50 % menší než ty na zemi. Ale chilli, které produkovali, byly stále velké a dosahovaly délky až čtyř nebo pěti palců.

Chutné vesmírné tacos

Proč tedy pěstovat chilli? Pro začátek mají vysoký obsah vitamínu C a rostliny jsou dostatečně robustní, aby dobře rostly i v obtížných podmínkách. Kromě nutričního aspektu je mezi astronauty velmi žádoucí charakteristická pikantnost chilli, Spencer řekl: „Posádka, protože prostředí mikrogravitace ovlivňuje jejich chuťové pohárky, vždy vyjadřovala touhu po pikantnějším potraviny. Mají rádi horkou omáčku!”

Přes veškerou složitost při pěstování paprik byla první sklizeň velkým úspěchem. "Bylo to úžasné!" řekla Spencer. Ona a její tým se podívali na fotografie úrody pepře a poslali pokyny astronautovi Marku Vande Heiovi, aby jich sedm vybral ke sklizni. Byly většinou zelené, s jednou červenou paprikou. Poté, co astronauti pečlivě vybrali papriky, nakrájeli je na kostičky a vychutnávali si je v tacos, které astronautka Megan McArtherová popsaný jako "páteční hodování!"

Páteční hodování! Po sklizni jsme dostali ochutnat červené a zelené chilli. Pak jsme vyplnili průzkumy (musím mít data! 😁). Nakonec jsem udělal své nejlepší vesmírné tacos: fajita hovězí maso, rehydratovaná rajčata a artyčoky a HATCH CHILE! https://t.co/pzvS5A6z5upic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

— Megan McArthur (@Astro_Megan) 29. října 2021

Psychická vzpruha

To ukazuje na jednu z velkých výhod pěstování čerstvých potravin ve vesmíru: Jíst čerstvou zeleninu je nejen dobré pro fyzické zdraví astronautů, ale také pro jejich zdraví. duševní pohodu. Psychologické experimenty na místě ukázaly, že pěstování rostlin může poskytnout pocit uspokojení a hrdosti a může pomoci zlepšit náladu a snížit stres. Je pravděpodobné, že totéž platí o astronautech, zejména s ohledem na to, že jsou v uzavřeném prostředí s malým přístupem k přírodě.

Zatímco Spencerův tým stále čeká na data o tom, jak se astronauti cítili při péči o chile (vyplní dotazník o jejich zkušenosti jako součást experimentu), řekla, že si myslela, že astronauti mají pozitivní zkušenost, když je pozorovala při interakci s rostliny. "Když je pozoruji na kamerách, vidím na jejich tvářích vzrušení," řekla. "Mohu říct, že milují způsob, jakým voní."

Astronauti mohou také trávit čas s rostlinami mezi časy, kdy prováděli operace, jako je sklizeň. "Byli schopni sundat kryt a podívat se oknem na volno," řekl Spencer. A to se ukázalo být užitečné i pro experiment, protože jeden z členů posádky si všiml rostliny, která vyvíjel běžný problém zvaný hniloba květů během jejich pauzy, který byl poté odstraněn z oříznutí.

Co bude dál s rostlinami ve vesmíru?

Po dokončení první sklizně experiment ještě není dokončen. Další chili bude pokračovat v růstu a další sklizeň je předběžně naplánována na 26. listopadu. Nakonec budou některé chiles přivezeny zpět na Zemi, kde bude jejich genetická výbava porovnána s podobnými chiles pěstovanými na Zemi, a Spencer a její tým provedou nutriční analýzu.

Spencer také říká, že existuje mnoho dalších otázek, které chce prozkoumat o tom, jak mikrogravitace ovlivňuje opylení a plodí, protože zdaleka nemáme úplné pochopení toho, jak nedostatek gravitace ovlivňuje tyto komplexy rostliny. Prozatím jsme však o krok blíže k tomu, abychom astronautům poskytli chutné, zdravé jídlo a naučili se hodně o rostlinách v tomto procesu.

Doporučení redakce

• Sledujte, jak se na vesmírné stanici rozvine nové solární pole NASA
• Jak sledovat, jak soukromá mise NASA dorazí na vesmírnou stanici
• NASA se připravuje na svou druhou zcela soukromou misi na ISS
• NASA potvrzuje, že ISS bude hostit kosmonauty do roku 2028
• Jak sledovat páteční historickou výstup do vesmíru na ISS