Štai kaip NASA sugeba auginti Čilės pipirus kosmose

Prieš kelias savaites Tarptautinės kosminės stoties (TKS) astronautai mėgavosi ypatinga taco puota, įskaitant šviežias orbitoje auginamas Hatch pipiras. Tai buvo ne tik linksmybės įgulai – tai buvo pirmieji žydintys augalai, užauginti, nuskinti ir sunaudojama erdvėje, ir jie reiškia šuolį į priekį augančių augalų sudėtingumo srityje mikrogravitacija.

Norėdami sužinoti, kaip auginti skanias šviežias daržoves kosmose, kalbėjomės su LaShelle Spencer, projekto mokslo komanda, vadovaujančia čili pipirų eksperimentui, kuri prižiūrėjo. projektas nuo sėklų atrankos ir paruošimo iki jų supakavimo paleidimui iki nuotolinio augalų stebėjimo, kai jie auga TKS ir prižiūrint pirmąjį derlius.

Jauki augalų aplinka erdvėje

Projekto tikslas buvo paprastas: įrodyti, kad kosmose įmanoma užauginti sudėtingą žydintį derlių, pavyzdžiui, čili pipirus. Nors TKS gana lengva auginti lapinius žalumynus, tokius kaip lapiniai kopūstai, o neseniai įgyvendinus projektus pavyko auginti tokias daržoves kaip

ridikėliai kaip ir kviečius, čili auginimas yra sudėtingesnis nei ankstesni projektai – tiek dėl to, kad augalai reikalauja kruopštumo apdulkinimui ir dėl to, kad užauga daug ilgiau (apie keturis mėnesius), palyginti su greitesniais augalais, tokiais kaip salotos ir ridikėliai.

Pasėliai buvo auginami specialioje ISS talpykloje, vadinamoje „Advanced Planet Habitat“ – visiškai automatizuota sistema, kurią tyrėjai gali valdyti nuotoliniu būdu. Kasdien daromos augalų nuotraukos buveinėje, o mokslininkai gali kontroliuoti daugelį aspektų aplinkai, pavyzdžiui, reguliuoti raudoną, žalią ir mėlyną LED lemputes arba temperatūrą auginimo viduje bakas.

APH yra uždara aplinka. Palyginti su augimu lango dėžėje, Spenceris pasakė: „Tu turi motinišką gamtą. Jūs turite saulę ir visą [šviesos] spektrą. APH yra tik ribotas šviesos spektras ir augalai praleidžia ultravioletinę šviesą – dėl to paprikos apatinėje pusėje išauga mažyčiai augliai lapai. Tai nėra problema pasirinktam Hatch pipirų augalui, tačiau tai gali būti problema kitoms veislėms.

Kitas klausimas – tręšimas. "Mes naudojame laiko atpalaiduojančias trąšas", - paaiškino Spenceris. „Turėjome įsitikinti, kad turime tinkamą maistinių medžiagų mišinį, kad galėtume atlikti 120 dienų eksperimentą. Tai kalcio, magnio nitrato ir panašių dalykų mišinys. O kai jų nebėra, jų nebėra. Nėra galimybės į sistemą pridėti daugiau maistinių medžiagų.

Sąlygų reguliavimas skrydžio metu

Nors Spencerio komanda savo laboratorijoje turėjo panašų prietaisą į APH ir naudojo jį, kad imituotų sąlygomis, kurių reikia augalams, vis dar buvo sunku tiksliai numatyti, kokių sąlygų reikės čiliams augti kosmose. „Turėjome prisitaikyti skrydžio metu“, – sakė ji. Tai jie galėjo padaryti nuo žemės, koreguodami tokius veiksnius kaip šviesos lygis buveinėje arba tam tikrų cheminių medžiagų iš aplinkos šveitimo lygis.

Pavyzdžiui, augalų vandens poreikis Žemėje skyrėsi nei kosminėje stotyje, kurį jie pastebėjo žiūrėdami į augančių augalų nuotraukas. „Vandens poreikis tikriausiai yra 10–15% didesnis nei tai, ką darėme ant žemės“, – paaiškino Spenceris, o tai įvyko dėl to, kaip vanduo ilsėjosi ir judėjo aplink APH mikrogravitacijoje.

Gravitacijos neturintys augalai keistai auga

Net ir atlikus visus šiuos pakeitimus, augalų augimas mikrogravitacijoje vis tiek skyrėsi. Žemės gravitacijos sąlygomis naudojamas čili tipas auga tiesiai į viršų, o gėlės ir vaisiai kabo žemyn. „Esant mikrogravitacijai, augalų morfologija buvo krūmesnė ir augo lygiagrečiai mokslo nešikliui [dėklui, kuriame sodinamos sėklos]. Gėlės atsiskleidė tiesiai, o kai kurie vaisiai taip pat atsiskleidė tiesiai“, - aiškino Spenceris.

Šis augalo formos skirtumas taip pat nėra tik smalsumas, nes jis galėjo turėti įtakos augalų apdulkinimui. Spencer komanda išsiaiškino, kad jų čili pasėlis orbitoje apdulkino lėčiau nei ant žemės, ir ji mano, kad taip gali būti todėl, kad kai gėlės nukreiptos į viršų, oras gūsiai, kuriuos jie naudoja apdulkinimui, galėjo nupūsti žiedadulkes nuo žiedo, o ne purtyti žemyn nukreiptą gėlę ir leisti žiedadulkėms susimaišyti gėlė.

„Mikrogravitacija neabejotinai turėjo didžiulį poveikį augalų morfologijai“, - sakė ji, tačiau mikrogravitacija neveikia visų augalų vienodai. „Jau kurį laiką VEGGIE auginame žalumynus, o kai gauname tinkamą vandenį, jie puikiai auga. Nėra ko sakyti, kad jie skiriasi nuo to, ką auginame žemėje. Dabar, kai perėjome prie vaisinių kultūrų, tikrai yra skirtumas.

Vienas didžiausių skirtumų buvo tas, kad augalai erdvėje išaugo maždaug 50 % mažesni nei ant žemės. Tačiau jų pagaminti čili vis dar buvo nemaži ir siekė maždaug keturis ar penkis colius.

Skanūs kosminiai tacos

Tai kam auginti čili? Pirmiausia, juose yra daug vitamino C, o augalai yra pakankamai tvirti, kad gerai augtų net ir sudėtingomis sąlygomis. Be mitybos aspekto, tarp astronautų labai pageidaujamas išskirtinis čili aštrumas, Spenceris. „Įgula, kadangi mikrogravitacinė aplinka veikia jų skonio receptorius, visada reiškė norą pikantiškesnio maisto produktai. Jie mėgsta aštrų padažą!

Nepaisant viso paprikų auginimo sudėtingumo, pirmasis derlius buvo labai sėkmingas. "Tai buvo nuostabu!" Spenceris pasakė. Ji ir jos komanda peržiūrėjo pipirų pasėlių nuotraukas ir nusiuntė nurodymus astronautui Markui Vande Hei, kad išrinktų septynias iš jų derliaus nuėmimui. Jie dažniausiai buvo žali, su vienu raudonuoju pipiru. Kruopščiai rinkę pipirus astronautai supjaustė jas kubeliais ir mėgavosi tacos, kuriuos astronautė Megan McArther aprašyta kaip „Penktadienio šventė!

Penktadienio šventė! Po derliaus nuėmimo turėjome paragauti raudonos ir žalios čili. Tada užpildėme apklausas (turime turėti duomenis! 😁). Galiausiai pagaminau geriausius savo kosminius takus: fajita jautieną, rehidratuotus pomidorus ir artišokus bei HATCH CHILE! https://t.co/pzvS5A6z5upic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

- Megan McArthur (@Astro_Megan) 2021 m. spalio 29 d

Psichologinis postūmis

Tai rodo vieną iš didžiausių šviežio maisto auginimo kosmose pranašumų: valgyti šviežias daržoves ne tik naudinga astronautų fizinei sveikatai, bet ir jų sveikatai. psichinė gerovė. Psichologiniai eksperimentai žemėje parodė, kad augalų puoselėjimas gali sukelti pasitenkinimo ir pasididžiavimo jausmą bei padėti pagerinti nuotaiką ir sumažinti stresą. Tikėtina, kad tas pats pasakytina ir apie astronautus, ypač turint omenyje, kad jie yra uždaroje aplinkoje, kur mažai prieigos prie gamtos.

Kol Spencerio komanda vis dar laukia duomenų apie tai, kaip astronautai jautėsi prižiūrėdami čiliukus (jie užpildo anketą apie savo patirtį kaip eksperimento dalį), ji pasakė mananti, kad astronautai patyrė teigiamą patirtį, kai stebėjo, kaip jie bendrauja su augalai. „Jų veiduose matau susijaudinimą, kai žiūriu juos per kameras“, – sakė ji. "Galiu pasakyti, kad jiems patinka tai, kaip jie kvepia."

Astronautai taip pat gali leisti laiką su augalais tuo metu, kai jie atliko tokias operacijas kaip derliaus nuėmimas. „Nedarbo metu jie galėjo nusiimti dangtelį ir pažvelgti pro langą“, – sakė Spenceris. Ir tai pasirodė naudinga ir eksperimentui, nes vienas iš įgulos narių pastebėjo augalą, kuris nedarbo metu išsivystė įprasta problema, vadinama žiedų puviniu, kuri vėliau buvo pašalinta iš pasėlių.

Kas laukia augalų kosmose?

Kai pirmasis derlius baigtas, eksperimentas dar nebaigtas. Daugiau čiliukų ir toliau augs, o kitas derlius preliminariai numatomas lapkričio 26 d. Galiausiai kai kurie čiliukai bus sugrąžinti į Žemę, kur jų genetinė sudėtis bus lyginama su panašiais Žemėje užaugintais čiliukais, o Spencer ir jos komanda atliks mitybos analizę.

Spencer taip pat sako, kad yra daug daugiau klausimų, kuriuos ji nori ištirti apie tai, kaip mikrogravitacija veikia apdulkinimą ir duoda vaisių, nes mes toli gražu nesuprantame, kaip gravitacijos trūkumas veikia šį kompleksą augalai. Tačiau kol kas esame vienu žingsniu arčiau astronautams tiekti skanų, sveiką maistą ir daug sužinoti apie augalus.

Redaktorių rekomendacijos

• Stebėkite, kaip kosminėje stotyje atsiskleidžia naujas NASA saulės masyvas
• Kaip stebėti privačios NASA misijos atvykimą į kosminę stotį
• NASA ruošiasi savo antrajai privačiai misijai į TKS
• NASA patvirtina, kad TKS priims kosmonautus iki 2028 m
• Kaip stebėti penktadienio istorinį išėjimą į kosmosą TKS