Näin NASA onnistuu kasvattamaan chilepaprikaa avaruudessa

Muutama viikko sitten Kansainvälisen avaruusaseman (ISS) astronautit nauttivat erityisestä tacoista, mukaan lukien tuoreet kiertoradalla kasvatetut Hatch-paprikat. Enemmän kuin vain hauskanpitoa miehistölle, nämä olivat ensimmäiset kukkivat kasvit, joita kasvatettiin, korjattiin ja kulutetaan avaruudessa, ja ne edustavat hyppyä eteenpäin kasvatettujen kasvien monimutkaisuuden suhteen mikrogravitaatio.

Saadaksemme tietoa siitä, kuinka voit kasvattaa maukkaita, tuoreita vihanneksia avaruudessa, puhuimme LaShelle Spencerin, projektin chilipippurikokeen johtajan, tiederyhmän kanssa, joka valvoi projekti siementen valinnasta ja valmistelusta niiden pakkaamiseen laukaisua varten, kasvien etäseurantaan niiden kasvaessa ISS: ssä ja ensimmäisen sato.

Viihtyisä kasviympäristö avaruudessa

Projektin tavoite oli yksinkertainen: Todistaa, että avaruudessa on mahdollista kasvattaa monimutkaista kukintaa, kuten chiliä. Vaikka lehtivihanneksien, kuten lehtikaalin, kasvattaminen ISS: llä on suhteellisen helppoa, ja viimeaikaisissa projekteissa on onnistuttu kasvattamaan vihanneksia, kuten

retiisit sekä vehnän, chilin kasvattaminen on monimutkaisempaa kuin nämä aikaisemmat projektit – molemmat siksi, että kasvit vaativat huolellisuutta pölytys ja koska niiden kasvaminen kestää niin paljon kauemmin (noin neljä kuukautta) verrattuna nopeampiin viljelykasveihin, kuten salaattiin ja retiisit.

Viljelykasvit kasvatettiin erityisessä säiliössä ISS: llä nimeltä Advanced Planet Habitat, täysin automatisoitu järjestelmä, jota paikan päällä olevat tutkijat voivat ohjata etänä. Kuvia otetaan joka päivä elinympäristön kasveista, ja tutkijat voivat hallita monia näkökohtia ympäristöön, kuten punaisten, vihreiden ja sinisten LED-valojen tai kasvuston lämpötilan säätäminen säiliö.

APH on suljettu ympäristö. Verrattuna siihen, kun kasvat ikkunalaatikossa, Spencer sanoi: ”Sinulla on luontoäiti. Sinulla on aurinko ja koko [valon] spektri." APH: ssa on saatavilla vain rajoitettu kirjo valoa ja kasvit jäävät paitsi ultraviolettivalosta, joka saa paprikat kasvattamaan pieniä kasvaimia niiden alapuolelle lähtee. Tämä ei ole ongelma valitulle Hatch-pippurikasvityypille, mutta se voi olla ongelma muille lajikkeille.

Toinen ongelma on lannoitus. "Käytämme aikarelease-lannoitteita", Spencer selitti. "Meidän piti varmistaa, että meillä on oikea ravintoaineseos, jotta voimme viedä meidät läpi 120 päivän kokeen. Se on sekoitus kalsiumia, magnesiumnitraattia ja sellaisia ​​asioita. Ja kun he ovat poissa, he ovat poissa. Ei ole mitään keinoa lisätä ravintoaineita järjestelmään."

Olosuhteiden säätäminen lennossa

Vaikka Spencerin tiimillä oli laboratoriossa APH: n kaltainen laite testausta varten, ja he käyttivät sitä simuloimaan mitä olosuhteet, joita kasvit vaativat, oli silti haastavaa ennustaa tarkalleen, mitä olosuhteita chili tarvitsee kasvaakseen avaruudessa. "Meidän piti sopeutua lennossa", hän sanoi, minkä he pystyivät tekemään maasta käsin säätämällä tekijöitä, kuten elinympäristön valotasoa tai tiettyjen ympäristöstä peräisin olevien kemikaalien hankaustasoja.

Esimerkiksi kasvien vedentarpeet olivat erilaiset maan päällä kuin avaruusasemalla, minkä he havaitsivat katsomalla valokuvia kasveista niiden kasvaessa. "Veden tarve on luultavasti 10-15% korkeampi kuin mitä teimme maassa", Spencer selitti, mikä johtui tavasta, jolla vesi lepää ja liikkui APH: n ympärillä mikrogravitaatiossa.

Painovoimattomat kasvit kasvavat oudosti

Kaikesta tästä säätämisestä huolimatta kasvien mikrogravitaatiossa oli silti eroja. Maan painovoimaolosuhteissa käytetty chile-tyyppi kasvaa suoraan ylöspäin kukkien ja hedelmät roikkuvat alaspäin. "Mikropainovoimassa kasveilla oli pensaampi morfologia ja ne kasvoivat samansuuntaisesti tieteen kantajan [tarjottimen, johon siemenet istutetaan] kanssa. Kukat avautuivat suoraan ylös, ja osa hedelmistä myös avautui suoraan, Spencer selitti.

Tämä kasvin muodon ero ei myöskään ole vain uteliaisuus, sillä se on saattanut vaikuttaa kasvien pölyttämiseen. Spencerin tiimi havaitsi, että heidän chilisatonsa pölyttyi hitaammin kiertoradalla kuin maassa, ja hän uskoo, että tämä saattaa johtua siitä, että kun kukat osoittavat ylöspäin, ilma puuskat, joita he käyttävät pölytykseen, ovat saattaneet puhaltaa siitepölyn pois kukasta, sen sijaan että he ravistelivat alaspäin olevaa kukkaa ja antaisivat siitepölyn sekoittua kukka.

"Mikrogravitaatiolla oli ehdottomasti valtava vaikutus kasvien morfologiaan", hän sanoi, mutta mikrogravitaatio ei vaikuta kaikkiin kasveihin samalla tavalla. "Olemme kasvattaneet lehtivihanneksia VEGGIE: ssä jonkin aikaa, ja kun saamme veden oikeaan, ne pärjäävät erittäin hyvin. Ei ole mitään sanottavaa, että ne olisivat erilaisia ​​kuin mitä me kasvatamme maassa. Nyt kun olemme siirtyneet hedelmäkasveihin, ero on varmasti olemassa."

Yksi suurimmista eroista oli, että avaruudessa olevat kasvit tulivat noin 50 % pienemmiksi kuin maassa. Mutta niiden tuottamat chilit olivat silti suuria, ja ne olivat jopa noin neljä tai viisi tuumaa pitkiä.

Maukkaita avaruustacoja

Joten miksi kasvattaa chilejä? Ensinnäkin niissä on runsaasti C-vitamiinia, ja kasvit ovat riittävän karkeita kasvaakseen hyvin vaikeissakin olosuhteissa. Ravitsemuksellisen puolen lisäksi chilien omaperäinen mausteisuus on erittäin toivottavaa astronauttien keskuudessa, Spencer sanoi: "Miehistö, koska mikrogravitaatioympäristö vaikuttaa heidän makuhermoihinsa, he ovat aina ilmaisseet haluavansa mausteisempaa elintarvikkeet. He pitävät kuumasta kastikkeesta!”

Kaikesta paprikan viljelyn monimutkaisuudesta huolimatta ensimmäinen sato oli suuri menestys. "Se oli mahtavaa!" Spencer sanoi. Hän ja hänen tiiminsä katsoivat valokuvia pippurisadosta ja lähettivät astronautti Mark Vande Heille ohjeet poimia niistä seitsemän sadonkorjuuta varten. Ne olivat enimmäkseen vihreitä, ja niissä oli yksi punainen paprika. Poimittuaan paprikat huolellisesti astronautit pilkoivat ne ja nauttivat niistä tacoissa, joita astronautti Megan McArther kuvattu "Perjantaijuhlana!"

Perjantain juhlat! Sadonkorjuun jälkeen pääsimme maistamaan punaista ja vihreää chiliä. Sitten täytimme kyselyt (piti saada tiedot! 😁). Lopuksi tein tähän mennessä parhaat space-taconi: fajita-naudanlihaa, nesteytettyjä tomaatteja & artisokat ja HATCH CHILE! https://t.co/pzvS5A6z5upic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

- Megan McArthur (@Astro_Megan) 29. lokakuuta 2021

Psykologinen lisäys

Tämä viittaa yhteen tuoreen ruuan avaruudessa kasvattamisen suurista eduista: tuoreiden kasvisten syöminen ei ole pelkästään hyväksi astronautien fyysiselle terveydelle, vaan se on myös loistavaa heidän terveydelleen. henkistä hyvinvointia. Psykologiset kokeet kentällä ovat osoittaneet, että kasvien hoitaminen voi tuottaa tyytyväisyyden ja ylpeyden tunteita ja auttaa parantamaan mielialaa ja vähentää stressiä. On todennäköistä, että sama pätee astronautteihin, varsinkin kun he ovat suljetussa ympäristössä, jolla on vain vähän pääsyä luontoon.

Vaikka Spencerin tiimi odottaa edelleen tietoja siitä, miten astronautit pitivät chileistä huolehtimisesta (he täyttävät kyselyn kokemuksia osana koetta), hän sanoi, että hän ajatteli, että astronauteilla oli positiivinen kokemus, kun hän havaitsi heidän vuorovaikutuksessa kasvit. "Näen jännitystä heidän kasvoillaan, kun katson heitä kameroista", hän sanoi. "Voin kertoa, että he rakastavat tapaansa tuoksua."

Astronautit voivat myös viettää aikaa kasvien kanssa sadonkorjuun kaltaisten toimintojen välillä. "He pystyivät ottamaan kannen pois ja katsomaan ikkunasta vapaa-aikanaan", Spencer sanoi. Ja se osoittautui hyödylliseksi myös kokeessa, koska yksi miehistön jäsenistä huomasi kasvin, joka kehittivät vapaa-aikanaan yleistä ongelmaa nimeltä kukkien loppumätä, joka sitten poistettiin rajata.

Mitä avaruuden kasveille seuraavaksi?

Kun ensimmäinen sadonkorjuu on valmis, kokeilua ei ole vielä tehty. Lisää chilejä jatkaa kasvuaan, ja seuraava sato on alustavasti suunniteltu 26. marraskuuta. Lopulta joitain chilejä tuodaan takaisin Maahan, jossa niiden geneettistä rakennetta verrataan vastaaviin maan päällä kasvatettuihin chileihin, ja Spencer ja hänen tiiminsä tekevät ravitsemusanalyysin.

Spencer sanoo myös, että on monia muita kysymyksiä, joita hän haluaa tutkia siitä, kuinka mikrogravitaatio vaikuttaa pölytykseen ja hedelmällistä, koska meillä ei ole kaukana täydellistä ymmärrystä siitä, kuinka painovoiman puute vaikuttaa näihin komplekseihin kasvit. Toistaiseksi olemme kuitenkin askeleen lähempänä tarjota astronauteille herkullista, terveellistä ruokaa ja oppia samalla paljon kasveista.

Toimittajien suositukset

• Katso NASAn uuden aurinkopaneelin avautumassa avaruusasemalle
• Kuinka seurata NASAn yksityisen tehtävän saapumista avaruusasemalle
• NASA valmistautuu toiseen täysin yksityiseen tehtäväänsä ISS: lle
• NASA vahvistaa, että ISS isännöi kosmonautteja vuoteen 2028 asti
• Kuinka katsella perjantain historiallista avaruuskävelyä ISS: llä