Siit saate teada, kuidas NASA suudab Tšiili paprikat kosmoses kasvatada

Mõni nädal tagasi nautisid Rahvusvahelise Kosmosejaama (ISS) astronaudid väga erilist tacode pidu, sealhulgas värskeid orbiidil kasvatatud Hatch paprikaid. Need olid esimesed õistaimed, mida kasvatati, koristati ja saadi tarbitakse kosmoses ja need kujutavad endast hüpet edasi kasvanud taimede keerukuses mikrogravitatsioon.

Et saada teada, kuidas kosmoses maitsvaid ja värskeid köögivilju kasvatada, rääkisime LaShelle Spenceriga, projekti tšiili pipra eksperimendi juhiga, kes juhendas. projekt alates seemnete valimisest ja ettevalmistamisest kuni nende käivitamiseks pakkimiseni kuni taimede kaugseireni, kui need ISS-is kasvasid, ja jälgides esimest saagikoristus.

Hubane taimekeskkond ruumis

Projekti eesmärk oli lihtne: tõestada, et kosmoses on võimalik kasvatada keerulist õitsvat põllukultuuri nagu tšillipipra. Kuigi ISS-is on suhteliselt lihtne kasvatada lehtköögivilju, näiteks lehtkapsast, on hiljutised projektid õnnestunud kasvatada selliseid köögivilju nagu

redised nagu ka nisu, on tšilli kasvatamine keerulisem kui need varasemad projektid – mõlemad seetõttu, et taimed nõuavad ettevaatlikkust tolmeldamine ja kuna nende kasvamine võtab palju kauem aega (umbes neli kuud) võrreldes kiiremate põllukultuuridega nagu salat ja redised.

Põllukultuure kasvatati ISS-i spetsiaalses konteineris, mida nimetatakse Advanced Planet Habitat - täisautomaatseks süsteemiks, mida kohapealsed teadlased saavad kaugjuhtimisega juhtida. Iga päev tehakse fotosid elupaiga taimedest ja teadlased saavad kontrollida paljusid aspekte keskkond, nagu punase, rohelise ja sinise LED-tulede või kasvukoha temperatuuri reguleerimine tank.

APH on suletud keskkond. Võrreldes sellega, kui sa kasvad aknakastis, ütles Spencer: „Teil on emake loodus. Teil on päike ja kogu [valguse] spekter." APH-s on saadaval vaid piiratud valgusspekter ja taimed tunnevad puudust ultraviolettvalgusest – see põhjustab paprika alaosas pisikesi kasvajaid lehed. See ei ole probleem valitud Hatch paprika tüübi puhul, kuid see võib olla probleem teiste sortide puhul.

Teine probleem on väetamine. "Me kasutame ajaliselt vabastavaid väetisi," selgitas Spencer. "Pidime veenduma, et meil on õige toitainete segu, et viia meid läbi 120-päevase katse. See on segu kaltsiumist, magneesiumnitraadist ja muudest asjadest. Ja kui nad on läinud, on nad läinud. Süsteemi ei saa enam toitaineid lisada.

Tingimuste kohandamine lennult

Kuigi Spenceri meeskonnal oli oma laboris testimiseks APH-ga sarnane seade ja nad kasutasid seda, et simuleerida tingimused, mida taimed nõudsid, oli siiski keeruline täpselt ennustada, milliseid tingimusi tšillid kasvamiseks vajavad kosmoses. "Pidime kohanema lennult, " ütles ta, mida nad said teha maapinnalt, kohandades selliseid tegureid nagu valguse tase elupaigas või teatud keskkonnast pärit kemikaalide puhastamise tase.

Näiteks oli taimede veevajadus Maal teistsugune kui kosmosejaamas, mida nad märkasid taimede fotosid vaadates, kui need kasvasid. "Veevajadus on tõenäoliselt 10–15% suurem kui see, mida me maapinnal tegime," selgitas Spencer, mis oli tingitud sellest, kuidas vesi mikrogravitatsioonis puhkas ja APH ümber liikus.

Gravitatsioonivabad taimed kasvavad imelikult

Isegi kogu selle näpistamise juures oli taimede mikrogravitatsioonis kasvamises siiski erinevusi. Maa gravitatsioonitingimustes kasvab kasutatav tšillitüüp otse ülespoole, õied ja viljad ripuvad allapoole. "Mikrogravitatsioonis olid taimed põõsasma morfoloogiaga ja kasvasid paralleelselt teaduskandjaga [alus, kuhu seemned istutatakse]. Lilled avanesid otse üles ja mõned viljad avanesid samuti otse üles, "selgitas Spencer.

See erinevus taime kujus pole ka lihtsalt uudishimu, sest see võis mõjutada taimede tolmeldamist. Spenceri meeskond leidis, et nende tšilli saak tolmeldas orbiidil aeglasemalt kui maapinnal, ja ta arvab, et see võib olla tingitud sellest, et kui lilled näitavad ülespoole, siis õhk tuuleiilid, mida nad tolmeldamiseks kasutavad, võisid õietolmu õitelt eemale puhuda, mitte aga raputada allapoole suunatud õit ja lasta õietolmul õietolmu sees seguneda. Lill.

"Mikrogravitatsioonil oli taimede morfoloogiale kindlasti tohutu mõju, " ütles ta, kuid mikrogravitatsioon ei mõjuta kõiki taimi ühtemoodi. „Oleme VEGGIE-s mõnda aega lehtköögivilju kasvatanud ja kui vesi on õige, läheb neil väga hästi. Pole midagi öelda, et need erinevad sellest, mida me kohapeal kasvatame. Nüüd, kui oleme liikunud viljakasvatuse juurde, on vahe kindlasti.

Üks suurimaid erinevusi oli see, et ruumis olevad taimed tulid maapinnast umbes 50% väiksemaks. Kuid nende toodetud tšillid olid endiselt suured, ulatudes umbes nelja-viie tolli pikkuseks.

Maitsvad kosmosetacod

Miks siis tšillit kasvatada? Alustuseks olgu öeldud, et neis on palju C-vitamiini ja taimed on piisavalt karmid, et kasvada hästi ka rasketes tingimustes. Lisaks toitumisaspektile on astronautide seas väga ihaldusväärne tšilli iseloomulik vürtsikus, Spencer "Meeskond, kuna mikrogravitatsiooni keskkond mõjutab nende maitsemeeli, on nad alati väljendanud soovi vürtsikama järele toidud. Neile meeldib kuum kaste!”

Vaatamata paprika kasvatamise keerukusele oli esimene saak väga edukas. “See oli äge!” Spencer ütles. Ta ja ta meeskond vaatasid fotosid piprasaagist ja saatsid astronaut Mark Vande Hei-le juhised, et nad korjaks neist seitse koristust. Need olid enamasti rohelised, ühe punase pipraga. Olles paprikad hoolikalt korjanud, lõikasid astronaudid need seejärel kuubikuteks ja nautisid neid tacos, mida astronaut Megan McArther kirjeldatud kui "reede pidusöök!"

Reedene pidu! Peale saagikoristust saime maitsta punast ja rohelist tšillit. Seejärel täitsime küsitlusi (andmed peavad olema! 😁). Lõpuks tegin oma seni parimad kosmosetacod: fajita veiseliha, rehüdreeritud tomatid ja artišokid ning HATCH CHILE! https://t.co/pzvS5A6z5upic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

- Megan McArthur (@Astro_Megan) 29. oktoober 2021

Psühholoogiline tõuge

See viitab värske toidu kosmoses kasvatamise ühele suurele eelisele: värskete köögiviljade söömine pole mitte ainult hea astronautide füüsilisele tervisele, vaid ka nende jaoks. vaimne heaolu. Psühholoogilised katsed kohapeal on näidanud, et taimede kasvatamine võib tekitada rahulolu ja uhkust ning aidata parandada meeleolu ja stressi vähendama. On tõenäoline, et sama kehtib ka astronautide kohta, eriti kui arvestada, et nad on suletud keskkonnas, kus loodusele on vähe juurdepääsu.

Kuigi Spenceri meeskond ootab endiselt andmeid selle kohta, kuidas astronaudid tšilli eest hoolitsemisesse suhtusid (nad täidavad küsimustiku oma kogemused katse osana), ütles ta, et arvas, et astronautidel oli positiivne kogemus, kui ta jälgis nende suhtlemist taimed. "Ma näen nende nägudel elevust, kui vaatan neid kaameratest," ütles ta. "Ma võin öelda, et neile meeldib see, kuidas nad lõhnavad."

Astronaudid saavad taimedega aega veeta ka vahepeal, kui nad tegid selliseid toiminguid nagu saagikoristus. "Nad said puhkeajal katte maha võtta ja läbi akna vaadata," ütles Spencer. Ja see osutus kasulikuks ka katse jaoks, kuna üks meeskonnaliige märkas taime, mis tekkis puhkeajal levinud probleem, mida nimetatakse õite otsamädanikuks, mis seejärel eemaldati saagida.

Mis saab taimede jaoks kosmoses edasi?

Kui esimene saagikoristus on lõppenud, pole katset veel tehtud. Suurem osa tšillitest jätkab kasvamist ja järgmine saak on esialgselt kavandatud 26. novembrile. Lõpuks tuuakse mõned tšillid tagasi Maale, kus nende geneetilist ülesehitust võrreldakse Maal kasvanud sarnaste tšillitega ning Spencer ja tema meeskond teevad toitumisanalüüsi.

Spencer ütleb ka, et on palju rohkem küsimusi, mida ta soovib uurida selle kohta, kuidas mikrogravitatsioon mõjutab tolmeldamist ja viljad, kuna meil pole kaugeltki täielikku arusaama sellest, kuidas gravitatsiooni puudumine neid komplekse mõjutab taimed. Praegu oleme aga sammu võrra lähemal sellele, et pakkuda astronautidele maitsvat ja tervislikku toitu ning õppida selle käigus palju taimede kohta.

Toimetajate soovitused

• Vaadake NASA uut päikesemassiivi kosmosejaamas
• Kuidas vaadata NASA eramissiooni saabumist kosmosejaama
• NASA valmistub oma teiseks eramissiooniks ISS-ile
• NASA kinnitab, et ISS võõrustab kosmonaute aastani 2028
• Kuidas vaadata reedest ajaloolist kosmoseskäiku ISS-is