Így tudja a NASA chilei paprikát termeszteni az űrben

Néhány héttel ezelőtt a Nemzetközi Űrállomás (ISS) űrhajósai egy nagyon különleges taco-lakomát élveztek, beleértve a Föld körüli pályán termesztett friss Hatch paprikát. Több, mint egy kis szórakozás a legénység számára, ezek voltak az első virágos növények, amelyeket termesztettek, betakarítottak és térben fogyasztják, és előrelépést jelentenek a termesztett növények összetettségében mikrogravitáció.

Hogy megtudjuk, hogyan termeszthetsz ízletes, friss zöldségeket az űrben, beszélgettünk LaShelle Spencerrel, a projekt tudományos csoportjával, a chilipaprikás kísérlet vezetőjével, aki felügyelte. a projekt a vetőmagok kiválasztásától és előkészítésétől az indításhoz való becsomagolásáig, a növények távoli megfigyeléséig, ahogy azok az ISS-ben nőnek, és az első aratás.

Hangulatos növényi környezet az űrben

A projekt célja egyszerű volt: Bebizonyítani, hogy lehetséges olyan összetett virágzású növényt termeszteni, mint a chili paprika az űrben. Bár viszonylag könnyű leveles zöldeket, például kelkáposztát termeszteni az ISS-en, a közelmúltbeli projektek sikeresek voltak olyan zöldségek termesztésében, mint pl. retek A búzához hasonlóan a chili termesztése összetettebb, mint ezek a korábbi projektek – mindkettő azért, mert a növények óvatosságot igényelnek beporzás, és mivel sokkal tovább tart a növekedésük (körülbelül négy hónap), mint a gyorsabb növényekhez, például a salátához és retek.

A növényeket az Advanced Planet Habitat nevű speciális tartályban termesztették az ISS-en, egy teljesen automatizált rendszerben, amelyet a földi kutatók távolról irányíthatnak. Minden nap fotókat készítenek az élőhelyen belüli növényekről, és a kutatók számos szempontot ellenőrizhetnek a környezet, például a piros, zöld és kék LED-lámpák beállítása vagy a növény belsejében lévő hőmérséklet beállítása tartály.

Az APH zárt környezet. Ahhoz képest, amikor ablakos dobozban nősz, Spencer azt mondta: „Anyatermészeted van. Megvan a napod és a [fény] teljes spektruma.” Az APH-ban csak korlátozott fényspektrum áll rendelkezésre, és a növények kihagyják az ultraibolya fényt – ami miatt a paprika apró daganatokat növeszt a paprika alsó oldalán levelek. Ez nem jelent problémát a kiválasztott Hatch paprikanövény típusánál, de más fajtáknál gondot okozhat.

Egy másik probléma a megtermékenyítés. "Mi időzített műtrágyákat használunk" - magyarázta Spencer. „Meg kellett győződnünk arról, hogy a megfelelő tápanyagkeverékkel rendelkezünk ahhoz, hogy végigvigyünk egy 120 napos kísérleten. Kalcium, magnézium-nitrát, ilyesmi keveréke. És amikor elmentek, akkor elmentek. Nincs mód arra, hogy több tápanyagot adjunk a rendszerhez.”

A feltételek menet közbeni beállítása

Míg Spencer csapatának az APH-hoz hasonló eszköze volt a laboratóriumukban tesztelésre, és ezzel szimulálták, A növényeknek megkívánt körülmények között még mindig nehéz volt megjósolni, hogy pontosan milyen feltételekre lesz szükségük a chiliknek a növekedéshez űrben. „Már menet közben kellett alkalmazkodnunk” – mondta, amit a földről is meg tudtak tenni olyan tényezők módosításával, mint az élőhely fényszintje vagy a környezetből származó bizonyos vegyi anyagok súrolási szintje.

Például a növények vízigénye más volt a Földön, mint az űrállomáson, amit a növények növekedése közben készült fényképeken vettek észre. „A vízigény valószínűleg 10-15%-kal magasabb, mint amit a földön csináltunk” – magyarázta Spencer, ami annak köszönhető, ahogy a víz mikrogravitációban pihent és mozog az APH körül.

A gravitáció nélküli növények furcsán nőnek

Mindezen változtatások ellenére is voltak különbségek a növények mikrogravitációs növekedési módjában. A Föld gravitációs körülményei között a használt chili egyenesen felfelé nő, a virágok és a gyümölcsök lefelé lógnak. „A mikrogravitációban a növények bokrosabb morfológiájúak voltak, és párhuzamosan nőttek a tudományos hordozóval [a tálcával, amelybe a magokat elültetik]. A virágok egyenesen kinyíltak, és néhány gyümölcs egyenesen kinyílt” – magyarázta Spencer.

A növény alakjának ez a különbsége sem csak érdekesség, hiszen befolyásolhatta a növények beporzását. Spencer csapata azt találta, hogy a chili termése lassabban porzik be keringési pályán, mint a földön, és szerinte ez azért lehet, mert amikor a virágok felfelé mutatnak, a levegő a beporzáshoz használt széllökések elfújhatták a virágport a virágról, nem pedig a lefelé néző virág megrázásával és a virágpor keveredésének hagyásával. virág.

"A mikrogravitáció határozottan hatalmas hatással volt a növények morfológiájára" - mondta, de a mikrogravitáció nem hat egyformán minden növényre. „Egy ideje termesztünk leveles zöldeket a VEGGIE-ben, és ha megfelelő vizet kapunk, nagyon jól teljesítenek. Semmi sem mondhatja, hogy különböznek attól, amit a földön termesztünk. Most, hogy áttértünk a gyümölcsös növényekre, határozottan van különbség.”

Az egyik legnagyobb különbség az volt, hogy az űrben lévő növények körülbelül 50%-kal kisebbek voltak, mint a földön élők. De az általuk előállított chili még mindig jókora volt, elérte a négy-öt hüvelyket.

Ízletes space tacos

Akkor miért kell chilit termeszteni? Először is, magas a C-vitamin tartalma, és a növények elég masszívak ahhoz, hogy még nehéz körülmények között is jól növekedjenek. A táplálkozási szempontok mellett a chili jellegzetes fűszeressége is nagyon kívánatos az űrhajósok körében, Spencer "A legénység, mivel a mikrogravitációs környezet hatással van az ízlelőbimbójukra, mindig is kifejezték a fűszeresebb vágyat élelmiszerek. Szeretik a csípős szószt!”

A paprikatermesztés bonyolultsága ellenére az első betakarítás nagy sikert aratott. "Fantasztikus volt!" Spencer mondta. Ő és csapata megnézték a paprikatermésről készült fényképeket, és utasításokat küldtek Mark Vande Hei űrhajósnak, hogy válasszon ki hetet betakarításra. Többnyire zöldek voltak, egy pirospaprikával. Miután az űrhajósok gondosan leszedték a paprikát, felkockázták, és tacoban fogyasztották el, amit Megan McArther űrhajós. leírta mint „pénteki lakoma!”

Pénteki lakoma! Szüret után kóstolhattunk piros és zöld chilit. Ezután kérdőíveket töltöttünk ki (az adatok birtokában kell lenni! 😁). Végül elkészítettem az eddigi legjobb space tacoimat: fajita marhahúst, rehidratált paradicsomot és articsókát, valamint a HATCH CHILE-t! https://t.co/pzvS5A6z5upic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

– Megan McArthur (@Astro_Megan) 2021. október 29

Pszichológiai lendület

Ez rámutat a friss élelmiszer űrben történő termesztésének egyik nagy előnyére: nemcsak az űrhajósok testi egészségének tesz jót, ha friss zöldséget esznek, hanem az űrhajósok számára is. mentális jólét. A terepen végzett pszichológiai kísérletek kimutatták, hogy a növények ápolása elégedettség és büszkeség érzését keltheti, valamint javíthatja a hangulatot és csökkenti a stresszt. Valószínű, hogy ugyanez igaz az űrhajósokra is, különösen, ha egy zárt környezetben tartózkodnak, és alig férnek hozzá a természethez.

Amíg Spencer csapata továbbra is várja az adatokat arról, hogyan vélekedtek az űrhajósok a chiliről (kérdőívet töltenek ki tapasztalatok a kísérlet részeként), azt mondta, hogy szerinte az űrhajósok pozitív tapasztalatokat szereztek, amikor megfigyelte, hogy a növények. „Izgatottságot látok az arcukon, amikor a kamerákban nézem őket” – mondta. "Elmondhatom, hogy szeretik az illatukat."

Az űrhajósok a növényekkel is tölthetnek időt az olyan műveletek között, mint a betakarítás. „Le tudták venni a huzatot, és benézhettek az ablakon szabadidőben” – mondta Spencer. És ez a kísérlet szempontjából is hasznosnak bizonyult, mivel a legénység egyik tagja észlelt egy növényt, amely kifejlődött egy gyakori probléma, az úgynevezett virágvégrothadás a pihenőidőben, amelyet aztán eltávolítottak a Vág.

Mi következik a növények számára az űrben?

Az első betakarítás befejeztével a kísérlet még nem fejeződött be. Több chili is tovább növekszik, a következő betakarítást pedig az előzetes tervek szerint november 26-án tartják. Végül néhány chilit visszahoznak a Földre, ahol genetikai felépítésüket összehasonlítják a Földön termesztett hasonló chilivel, Spencer és csapata pedig táplálkozási elemzést végez.

Spencer azt is elmondja, hogy sok további kérdést szeretne megvizsgálni azzal kapcsolatban, hogy a mikrogravitáció hogyan befolyásolja a beporzást és gyümölcsöző, mivel még messze vagyunk attól, hogy teljesen megértsük, hogyan hat a gravitáció hiánya ezekre a komplexumokra növények. Egyelőre azonban egy lépéssel közelebb kerültünk ahhoz, hogy ízletes, egészséges ételeket biztosítsunk az űrhajósoknak, és közben sokat tanuljanak a növényekről.

Szerkesztői ajánlások

• Nézze meg a NASA új napelem-tömbjét az űrállomáson
• Hogyan nézhetjük meg, ahogy a NASA privát küldetése megérkezik az űrállomásra
• A NASA készen áll a második, teljesen privát küldetésére az ISS-re
• A NASA megerősítette, hogy az ISS 2028-ig látja vendégül a kozmonautákat
• Hogyan nézhetjük meg a pénteki történelmi űrsétát az ISS-en