Ecco come la NASA riesce a coltivare i peperoni nello spazio

Qualche settimana fa, gli astronauti della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) hanno gustato un banchetto molto speciale a base di tacos, tra cui peperoni freschi Hatch coltivati ​​in orbita. Più che un semplice divertimento per l'equipaggio, queste sono state le prime piante da fiore coltivate, raccolte e... consumati nello spazio, e rappresentano un salto in avanti nella complessità delle piante coltivate microgravità.

Per scoprire come si coltivano verdure fresche e gustose nello spazio, abbiamo parlato con LaShelle Spencer, il team scientifico del progetto a capo dell'esperimento sul peperoncino, che ha supervisionato il progetto, dalla selezione e preparazione dei semi, al loro imballaggio per il lancio, al monitoraggio remoto delle piante mentre crescevano sulla ISS e alla supervisione del primo raccolto.

Un ambiente vegetale accogliente nello spazio

Lo scopo del progetto era semplice: dimostrare che è possibile coltivare nello spazio una coltura dalla fioritura complessa come il peperoncino. Sebbene sia relativamente facile coltivare verdure a foglia verde come il cavolo riccio sulla ISS, e recenti progetti sono riusciti a coltivare verdure come Ravanelli così come il grano, la coltivazione dei peperoncini è più complessa rispetto ai progetti precedenti, sia perché le piante richiedono attenzione l'impollinazione e poiché impiegano molto più tempo per crescere (circa quattro mesi) rispetto a colture più veloci come lattuga e Ravanelli.

I raccolti sono stati coltivati ​​in uno speciale contenitore sulla ISS chiamato Advanced Planet Habitat, un sistema completamente automatizzato che i ricercatori a terra possono controllare da remoto. Ogni giorno vengono scattate foto delle piante all'interno dell'habitat e i ricercatori possono controllarne molti aspetti l'ambiente, come regolare le luci LED rosse, verdi e blu o la temperatura all'interno della coltivazione cisterna.

L'APH è un ambiente chiuso. Rispetto a quando cresci in una fioriera, Spencer ha detto: “Hai madre natura. Hai il sole e l’intero spettro [della luce]”. Nell’APH, è disponibile solo uno spettro limitato di luce le piante perdono la luce ultravioletta, che fa sì che i peperoni sviluppino piccoli tumori sulla parte inferiore foglie. Questo non è un problema per il tipo di pianta di pepe Hatch scelta, ma può esserlo per altre varietà.

Un altro problema è la fecondazione. "Utilizziamo fertilizzanti a rilascio prolungato", ha spiegato Spencer. “Dovevamo assicurarci di avere il giusto mix di nutrienti per affrontare un esperimento di 120 giorni. È un mix di calcio, nitrato di magnesio e cose del genere. E quando se ne sono andati, se ne sono andati. Non c’è modo di aggiungere altri nutrienti al sistema”.

Regolazione delle condizioni al volo

Mentre il team di Spencer aveva un dispositivo simile all’APH nel proprio laboratorio per i test e lo hanno utilizzato per simulare cosa condizioni richieste dalle piante, era ancora difficile prevedere esattamente di quali condizioni i peperoncini avrebbero avuto bisogno per crescere nello spazio. “Abbiamo dovuto adattarci al volo”, ha detto, cosa che avrebbero potuto fare da terra modificando fattori come i livelli di luce nell’habitat o i livelli di rimozione di alcune sostanze chimiche dall’ambiente.

Ad esempio, i fabbisogni idrici delle piante erano diversi sulla Terra rispetto a quelli sulla stazione spaziale, cosa che hanno notato guardando le fotografie delle piante mentre crescevano. "Il fabbisogno idrico è probabilmente superiore del 10-15% rispetto a quello che stavamo facendo a terra", ha spiegato Spencer, a causa del modo in cui l'acqua riposa e si muove attorno all'APH in condizioni di microgravità.

Le piante prive di gravità crescono in modo strano

Nonostante tutte queste modifiche, c’erano ancora delle differenze nel modo in cui le piante crescevano in condizioni di microgravità. Nelle condizioni di gravità terrestre, il tipo di peperoncino utilizzato cresce dritto verso l’alto, con i fiori e i frutti che pendono verso il basso. “In condizioni di microgravità, le piante avevano una morfologia più folta e crescevano parallelamente al supporto scientifico [il vassoio in cui sono piantati i semi]. I fiori si aprivano verso l'alto e anche alcuni frutti si aprivano verso l'alto", ha spiegato Spencer.

Anche questa differenza nella forma della pianta non è solo una curiosità, poiché potrebbe aver influenzato il modo in cui le piante vengono impollinate. Il team di Spencer ha scoperto che il loro raccolto in Cile era più lento a impollinare in orbita che a terra, e lei pensa che ciò potrebbe essere dovuto al fatto che, quando i fiori puntano verso l’alto, l’aria le raffiche che usano per l'impollinazione potrebbero aver soffiato via il polline dal fiore, invece di scuotere un fiore rivolto verso il basso e lasciare che il polline si mescoli all'interno del fiore. fiore.

"La microgravità ha sicuramente avuto un enorme effetto sulla morfologia delle piante", ha detto, ma la microgravità non influisce su tutte le piante allo stesso modo. “Coltiviamo verdure a foglia verde a VEGGIE da un po’ e, quando abbiamo l’acqua giusta, crescono molto bene. Non c’è niente che possa dire che siano diversi da ciò che coltiviamo sul campo. Ora che siamo passati alle colture fruttifere, c’è sicuramente una differenza”.

Una delle maggiori differenze era che le piante nello spazio risultavano più piccole di circa il 50% rispetto a quelle a terra. Ma i peperoncini che producevano erano ancora di considerevoli dimensioni, raggiungendo una lunghezza di circa quattro o cinque pollici.

Gustosi tacos spaziali

Allora perché coltivare i peperoncini? Innanzitutto, sono ricchi di vitamina C e le piante sono abbastanza robuste da crescere bene anche in condizioni difficili. Oltre all'aspetto nutrizionale, la piccantezza tipica dei peperoncini è altamente apprezzata dagli astronauti, Spencer ha detto: "L'equipaggio, poiché l'ambiente di microgravità influisce sulle loro papille gustative, ha sempre espresso il desiderio di piatti più piccanti Alimenti. A loro piace la salsa piccante!

Nonostante tutta la complessità della coltivazione dei peperoni, il primo raccolto è stato un grande successo. "È stato incredibile!" Ha detto Spencer. Lei e il suo team hanno guardato le foto del raccolto di peperoni e hanno inviato istruzioni all'astronauta Mark Vande Hei per sceglierne sette da raccogliere. Erano per lo più verdi, con un peperoncino rosso. Dopo aver raccolto con cura i peperoni, gli astronauti li hanno poi tagliati a dadini e li hanno gustati nei tacos, che l'astronauta Megan McArther descritto come “Festa del venerdì!”

Festa del venerdì! Dopo la raccolta, abbiamo potuto assaggiare il peperoncino rosso e verde. Poi abbiamo compilato i sondaggi (devo avere i dati! 😁). Alla fine, ho preparato i miei migliori tacos spaziali: fajita di manzo, pomodori e carciofi reidratati e HATCH CHILE! https://t.co/pzvS5A6z5upic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

— Megan McArthur (@Astro_Megan) 29 ottobre 2021

Una spinta psicologica

Ciò evidenzia uno dei grandi vantaggi della coltivazione di cibo fresco nello spazio: non solo fa bene alla salute fisica degli astronauti mangiare verdure fresche, ma è anche ottimo per la loro salute. benessere mentale. Esperimenti psicologici sul campo hanno dimostrato che coltivare le piante può dare sentimenti di soddisfazione e orgoglio e può aiutare a migliorare l’umore e la salute riduce lo stress. È probabile che lo stesso valga per gli astronauti, soprattutto considerando che si trovano in un ambiente chiuso con scarso accesso alla natura.

Mentre il team di Spencer è ancora in attesa di dati su come gli astronauti si sono sentiti nel prendersi cura dei peperoncini (compilano un questionario sui loro esperienze come parte dell'esperimento), ha detto che pensava che gli astronauti stessero vivendo un'esperienza positiva quando li osservava interagire con Le piante. "Vedo l'eccitazione sui loro volti quando li guardo sulle telecamere", ha detto. "Posso dire che amano il loro odore."

Gli astronauti possono anche trascorrere del tempo con le piante tra un momento e l'altro in cui eseguono operazioni come la raccolta. "Sono stati in grado di togliersi la copertura e guardare attraverso la finestra nel loro tempo libero", ha detto Spencer. E anche questo si è rivelato utile per l'esperimento, poiché uno dei membri dell'equipaggio ha notato una pianta simile stava sviluppando un problema comune chiamato marciume apicale durante il tempo libero, che è stato poi rimosso dal raccolto.

Qual è il futuro delle piante nello spazio?

Con il primo raccolto completato, l’esperimento non è ancora finito. La maggior parte dei peperoncini continuerà a crescere e il prossimo raccolto è indicativamente previsto per il 26 novembre. Alla fine, alcuni peperoncini verranno riportati sulla Terra, dove la loro composizione genetica sarà confrontata con peperoncini simili cresciuti sulla Terra, e Spencer e il suo team eseguiranno un'analisi nutrizionale.

Spencer dice anche che ci sono molte altre domande che vuole indagare su come la microgravità influisce sull’impollinazione e fruttificazione, poiché siamo lontani dall’avere una comprensione completa di come la mancanza di gravità influenzi questi complessi impianti. Per ora, però, siamo un passo avanti nel fornire agli astronauti cibo delizioso e sano e, nel frattempo, imparare molto sulle piante.

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