Así es como la NASA logra cultivar chiles en el espacio

Hace unas semanas, los astronautas de la Estación Espacial Internacional (ISS) disfrutaron de un festín muy especial de tacos, que incluían pimientos Hatch frescos cultivados en órbita. Más que un poco de diversión para la tripulación, estas fueron las primeras plantas con flores cultivadas, cosechadas y consumidos en el espacio, y representan un salto adelante en la complejidad de las plantas cultivadas en microgravedad.

Para aprender cómo se cultivan vegetales frescos y sabrosos en el espacio, hablamos con LaShelle Spencer, líder del equipo científico del proyecto para el experimento del chile, quien supervisó el proyecto, desde seleccionar y preparar las semillas hasta empacarlas para su lanzamiento, monitorear remotamente las plantas a medida que crecían en la ISS y supervisar la primera cosecha.

Un acogedor entorno vegetal en el espacio.

El objetivo del proyecto era simple: demostrar que es posible cultivar un cultivo de flores complejas como los chiles en el espacio. Si bien es relativamente fácil cultivar verduras de hojas verdes como la col rizada en la ISS, y proyectos recientes han logrado cultivar hortalizas como rábanos Además del trigo, cultivar chiles es más complejo que estos proyectos anteriores, porque las plantas requieren cuidados polinización y porque les toma mucho más tiempo crecer (alrededor de cuatro meses) en comparación con cultivos más rápidos como la lechuga y rábanos.

Los cultivos se cultivaron en un contenedor especial en la ISS llamado Advanced Planet Habitat, un sistema totalmente automatizado que los investigadores en tierra pueden controlar de forma remota. Se toman fotografías de las plantas dentro del hábitat todos los días, y los investigadores pueden controlar muchos aspectos de el entorno, como ajustar las luces LED rojas, verdes y azules o la temperatura dentro del cultivo tanque.

El APH es un ambiente cerrado. En comparación con cuando se cultiva en una jardinera, Spencer dijo: “Tienes la madre naturaleza. Tienes sol y todo el espectro [de luz]”. En APH, solo hay un espectro de luz limitado disponible y las plantas pierden la luz ultravioleta, lo que hace que a los pimientos les crezcan pequeños tumores en la parte inferior de sus hojas. Esto no es un problema para el tipo de planta de pimiento Hatch elegida, pero puede serlo para otras variedades.

Otro tema es la fertilización. "Utilizamos fertilizantes de liberación prolongada", explicó Spencer. “Teníamos que asegurarnos de tener la combinación adecuada de nutrientes para poder realizar un experimento de 120 días. Es una mezcla de calcio, nitrato de magnesio y cosas así. Y cuando se fueron, se fueron. No hay forma de agregar más nutrientes al sistema”.

Ajustar las condiciones sobre la marcha

Si bien el equipo de Spencer tenía un dispositivo similar al APH en su laboratorio para realizar pruebas y lo usaron para simular lo que condiciones que requerían las plantas, todavía era un desafío predecir exactamente qué condiciones necesitarían los chiles para crecer en el espacio. "Tuvimos que adaptarnos sobre la marcha", dijo, lo que podían hacer desde el suelo ajustando factores como los niveles de luz en el hábitat o los niveles de eliminación de ciertas sustancias químicas del medio ambiente.

Por ejemplo, las necesidades de agua de las plantas eran diferentes en la Tierra que en la estación espacial, lo que descubrieron al mirar fotografías de las plantas a medida que crecían. "El requerimiento de agua es probablemente entre un 10% y un 15% mayor que lo que estábamos haciendo en tierra", explicó Spencer, lo que se debió a la forma en que el agua reposaba y se movía alrededor del APH en microgravedad.

Las plantas sin gravedad crecen de forma extraña

Incluso con todos estos ajustes, todavía había diferencias en la forma en que las plantas crecían en microgravedad. En las condiciones de gravedad de la Tierra, el tipo de chile utilizado crece hacia arriba, con las flores y los frutos colgando. “En microgravedad, las plantas tenían una morfología más espesa y crecían paralelas al soporte científico [la bandeja en la que se plantan las semillas]. Las flores se abrieron hacia arriba y algunos de los frutos también se abrieron hacia arriba”, explicó Spencer.

Esta diferencia en la forma de la planta tampoco es sólo una curiosidad, ya que puede haber afectado la forma en que se polinizan las plantas. El equipo de Spencer descubrió que su cultivo de chile polinizaba más lentamente en órbita que en el suelo, y ella cree que esto podría deberse a que, cuando las flores apuntan hacia arriba, el aire Las ráfagas que utilizan para la polinización podrían haber arrastrado el polen de la flor, en lugar de sacudir una flor que mira hacia abajo y dejar que el polen se mezcle dentro del flor.

"La microgravedad definitivamente tuvo un efecto enorme en la morfología de las plantas", dijo, pero la microgravedad no afecta a todas las plantas de la misma manera. “Llevamos un tiempo cultivando verduras de hojas verdes en VEGGIE y, cuando les damos el agua adecuada, les va muy bien. No hay nada que decir que son diferentes de lo que cultivamos en el suelo. Ahora que hemos pasado a los cultivos frutales, definitivamente hay una diferencia”.

Una de las mayores diferencias fue que las plantas en el espacio eran alrededor de un 50% más pequeñas que las de la Tierra. Pero los chiles que producían todavía eran de tamaño considerable, alcanzando alrededor de cuatro o cinco pulgadas de largo.

Sabrosos tacos espaciales

Entonces, ¿por qué cultivar chiles? Bueno, para empezar, tienen un alto contenido de vitamina C y las plantas son lo suficientemente resistentes como para crecer bien incluso en condiciones difíciles. Además del aspecto nutricional, el sabor picante característico de los chiles es muy deseable entre los astronautas, dijo Spencer. dijo: “La tripulación, debido a que el ambiente de microgravedad afecta sus papilas gustativas, siempre han expresado su deseo de algo más picante. alimentos. ¡Les gusta la salsa picante!

A pesar de toda la complejidad del cultivo de pimientos, la primera cosecha fue un gran éxito. “¡Fue increíble!” Dijo Spencer. Ella y su equipo observaron fotografías de la cosecha de pimientos y enviaron instrucciones al astronauta Mark Vande Hei para que recogiera siete de ellos para cosecharlos. Eran en su mayoría verdes, con un pimiento rojo. Después de escoger cuidadosamente los pimientos, los astronautas los cortaron en cubitos y los disfrutaron en tacos, que la astronauta Megan McArther descrito como "¡Fiesta del viernes!"

¡Viernes de fiesta! Después de la cosecha, pudimos probar el chile rojo y el verde. Luego completamos encuestas (¡tenemos que tener los datos! 😁). Finalmente, hice mis mejores tacos espaciales hasta ahora: fajita de carne, tomates y alcachofas rehidratados, ¡y HATCH CHILE! https://t.co/pzvS5A6z5upic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

-Megan McArthur (@Astro_Megan) 29 de octubre de 2021

Un impulso psicológico

Esto apunta a una de las grandes ventajas de cultivar alimentos frescos en el espacio: comer verduras frescas no sólo es bueno para la salud física de los astronautas, sino que también es excelente para su salud. Bienestar mental. Experimentos psicológicos sobre el terreno han demostrado que cuidar las plantas puede generar sentimientos de satisfacción y orgullo y puede ayudar a mejorar el estado de ánimo y reduce el estres. Es probable que ocurra lo mismo con los astronautas, especialmente considerando que se encuentran en un entorno cerrado con poco acceso a la naturaleza.

Mientras el equipo de Spencer todavía espera datos sobre cómo se sintieron los astronautas al cuidar los chiles (llenan un cuestionario sobre sus experiencias como parte del experimento), dijo que pensaba que los astronautas estaban teniendo una experiencia positiva cuando los observó interactuar con Las plantas. “Veo emoción en sus caras cuando los miro ante las cámaras”, dijo. "Puedo decir que les encanta cómo huelen".

Los astronautas también pueden pasar tiempo con las plantas entre los momentos en que realizaban operaciones como la cosecha. "Pudieron quitar la cubierta y mirar por la ventana en su tiempo libre", dijo Spencer. Y eso también resultó útil para el experimento, ya que uno de los miembros de la tripulación vio una planta que estaba desarrollando un problema común llamado pudrición apical durante su tiempo libre, que luego fue eliminado del cultivo.

¿Qué sigue para las plantas en el espacio?

Una vez completada la primera cosecha, el experimento aún no ha terminado. Más chiles seguirán creciendo y la próxima cosecha está programada tentativamente para el 26 de noviembre. Con el tiempo, algunos chiles regresarán a la Tierra, donde se comparará su composición genética con chiles similares cultivados en la Tierra, y Spencer y su equipo realizarán un análisis nutricional.

Spencer también dice que hay muchas más preguntas que quiere investigar sobre cómo la microgravedad afecta la polinización. y fructificación, ya que estamos lejos de tener una comprensión completa de cómo la falta de gravedad afecta estos complejos plantas. Sin embargo, por ahora, estamos un paso más cerca de brindarles a los astronautas alimentos deliciosos y saludables y de aprender mucho sobre las plantas en el proceso.

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