Lūk, kā NASA izdodas audzēt Čīles piparus kosmosā

Pirms dažām nedēļām Starptautiskās kosmosa stacijas (SKS) astronauti baudīja ļoti īpašus tako svētkus, tostarp svaigus orbītā audzētus Hatch piparus. Šie bija pirmie ziedošie augi, kas tika audzēti, novākti un novākti vairāk nekā tikai jautrība komandai tiek patērēti kosmosā, un tie ir lēciens uz priekšu audzēto augu sarežģītībā mikrogravitācija.

Lai uzzinātu par to, kā kosmosā audzēt garšīgus, svaigus dārzeņus, mēs runājām ar LaŠelu Spenseri, projekta čili piparu eksperimenta vadītāju, kas pārraudzīja projekts no sēklu atlases un sagatavošanas līdz to iepakošanai palaišanai, līdz attālināti uzraudzīt augus, kad tie aug ISS, un pārraudzīt pirmo ražu.

Mājīga augu vide kosmosā

Projekta mērķis bija vienkāršs: Pierādīt, ka kosmosā ir iespējams izaudzēt kompleksu ziedošu kultūru, piemēram, čili piparus. Lai gan SKS ir salīdzinoši viegli audzēt lapu zaļumus, piemēram, kāpostus, un nesenajos projektos ir izdevies audzēt tādus dārzeņus kā

redīsi tāpat kā kviešu, čili audzēšana ir sarežģītāka nekā šie iepriekšējie projekti — gan tāpēc, ka augiem ir nepieciešama piesardzība apputeksnēšana un tāpēc, ka to augšana prasa daudz ilgāku laiku (apmēram četrus mēnešus), salīdzinot ar ātrākām kultūrām, piemēram, salātiem un redīsi.

Kultūras tika audzētas īpašā ISS konteinerā, ko sauc par Advanced Planet Habitat, pilnībā automatizētu sistēmu, kuru pētnieki uz zemes var kontrolēt attālināti. Katru dienu tiek uzņemti fotoattēli no augiem biotopā, un pētnieki var kontrolēt daudzus aspektus vide, piemēram, sarkanās, zaļās un zilās LED gaismas vai temperatūras pielāgošana augā tvertne.

APH ir slēgta vide. Salīdzinot ar to, kad tu aug loga kastē, Spensers teica: “Tev ir mātes daba. Jums ir saule un viss [gaismas] spektrs. APH ir pieejams tikai ierobežots gaismas spektrs un augi nepalaiž garām ultravioleto gaismu, kas liek paprikas apakšpusē augt sīkus audzējus lapas. Tā nav problēma izvēlētajam Hatch piparu auga veidam, taču tā var būt problēma citām šķirnēm.

Vēl viena problēma ir apaugļošana. "Mēs izmantojam mēslojumu ar īslaicīgu izdalīšanu," skaidroja Spensers. "Mums bija jāpārliecinās, ka mums ir pareizais barības vielu maisījums, lai mēs varētu izturēt 120 dienu eksperimentu. Tas ir kalcija, magnija nitrāta un tamlīdzīgu lietu maisījums. Un, kad viņi ir prom, viņi ir prom. Nav iespējas sistēmai pievienot vairāk barības vielu.

Nosacījumu pielāgošana lidojuma laikā

Kamēr Spensera komandai laboratorijā bija līdzīga ierīce APH testēšanai, un viņi to izmantoja, lai modelētu apstākļiem, kas nepieciešami augiem, joprojām bija grūti paredzēt, kādi apstākļi būs nepieciešami čili augšanai kosmosā. "Mums bija jāpielāgojas lidojuma laikā," viņa teica, ko viņi varēja izdarīt no zemes, pielāgojot tādus faktorus kā gaismas līmenis dzīvotnē vai noteiktu ķīmisko vielu tīrīšanas līmenis no vides.

Piemēram, augu ūdens prasības uz Zemes bija atšķirīgas nekā kosmosa stacijā, ko viņi pamanīja, aplūkojot augu fotogrāfijas, kad tie aug. "Ūdens nepieciešamība, iespējams, ir par 10–15% augstāka nekā tas, ko mēs darījām uz zemes," skaidroja Spensers, un tas bija saistīts ar veidu, kā ūdens atpūtās un pārvietojās pa APH mikrogravitācijā.

Augi bez gravitācijas aug dīvaini

Pat ar visu šo pielāgošanu joprojām pastāvēja atšķirības, kā augi auga mikrogravitācijā. Zemes gravitācijas apstākļos izmantotais čiles veids aug taisni uz augšu, ziediem un augļiem nokarājoties. “Mikrogravitācijā augiem bija kuplāka morfoloģija un tie auga paralēli zinātnes nesējam [paplātei, kurā tiek stādītas sēklas]. Ziedi atvērās tieši uz augšu, un daži augļi arī atvērās taisni, ”skaidroja Spensers.

Arī šī auga formas atšķirība nav tikai ziņkārība, jo tā var būt ietekmējusi augu apputeksnēšanu. Spensera komanda atklāja, ka viņu čili raža orbītā apputeksnējās lēnāk nekā uz zemes, un viņa domā, ka tas varētu būt tāpēc, ka tad, kad ziedi ir vērsti uz augšu, gaiss. brāzmas, ko viņi izmanto apputeksnēšanai, varēja aizpūst ziedputekšņus prom no zieda, nevis sakratīt uz leju vērstu ziedu un ļaut ziedputekšņiem sajaukties zieds.

"Mikrogravitācijai noteikti bija milzīga ietekme uz augu morfoloģiju," viņa teica, taču mikrogravitācija neietekmē visus augus vienādi. “Mēs kādu laiku esam audzējuši lapu zaļumus VEGGIE, un, kad mēs iegūstam pareizo ūdeni, tie ir ļoti labi. Nav nekā teikts, ka tie atšķiras no tiem, ko mēs augam uz zemes. Tagad, kad esam pārgājuši uz augļu kultūrām, noteikti ir atšķirība.

Viena no lielākajām atšķirībām bija tā, ka augi kosmosā iznāca par aptuveni 50% mazāki nekā augi uz zemes. Taču viņu saražotie čili joprojām bija apjomīgi, sasniedzot aptuveni četras vai piecas collas garumā.

Garšīgi kosmosa taco

Tātad, kāpēc audzēt čili? Pirmkārt, tajos ir daudz C vitamīna, un augi ir pietiekami izturīgi, lai labi augtu pat sarežģītos apstākļos. Papildus uztura aspektam astronautu vidū ļoti vēlams ir čili raksturīgais pikantums, Spensers "Apkalpe, jo mikrogravitācijas vide ietekmē viņu garšas kārpiņas, viņi vienmēr ir izteikuši vēlmi pēc pikantāka pārtikas produkti. Viņiem garšo karsta mērce!”

Neskatoties uz visu sarežģīto paprikas audzēšanu, pirmā raža bija lieliska veiksme. “Tas bija lieliski!” Spensers teica. Viņa un viņas komanda aplūkoja piparu ražas fotoattēlus un nosūtīja astronautam Markam Vande Hei norādījumus, lai viņi novāc septiņus no tiem. Tie galvenokārt bija zaļi, ar vienu sarkano piparu. Rūpīgi nolasījuši piparus, astronauti tos sagrieza kubiņos un baudīja tako, ko astronaute Megana Makārtere aprakstīts kā "piektdienas mielasts!"

Piektdienas mielasts! Pēc ražas novākšanas dabūjām nogaršot sarkano un zaļo čili. Pēc tam mēs aizpildījām aptaujas (ir jābūt datiem! 😁). Visbeidzot, es pagatavoju savus līdz šim labākos kosmosa taco: fajita liellopu gaļu, rehidrētus tomātus un artišokus un HATCH CHILE! https://t.co/pzvS5A6z5upic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

— Megana Makartūra (@Astro_Megan) 2021. gada 29. oktobris

Psiholoģiskais stimuls

Tas norāda uz vienu no lielajām priekšrocībām, ko sniedz svaigas pārtikas audzēšana kosmosā: ēst svaigus dārzeņus ir ne tikai astronautu fiziskajai veselībai, bet arī viņu veselībai. garīgo labklājību. Psiholoģijas eksperimenti uz vietas ir parādījuši, ka augu kopšana var radīt gandarījuma un lepnuma sajūtu un var palīdzēt uzlabot garastāvokli un samazināt stresu. Visticamāk, ka tas pats attiecas uz astronautiem, jo ​​īpaši ņemot vērā, ka viņi atrodas slēgtā vidē ar nelielu piekļuvi dabai.

Kamēr Spensera komanda joprojām gaida datus par to, kā astronauti jutās, rūpējoties par čili (viņi aizpilda anketu par pieredze eksperimenta ietvaros), viņa teica, ka viņa domāja, ka astronauti guvuši pozitīvu pieredzi, kad viņa novēroja viņu mijiedarbību ar augiem. "Es redzu sajūsmu viņu sejās, kad skatos viņus kamerās," viņa teica. "Es varu teikt, ka viņiem patīk, kā viņi smaržo."

Astronauti var arī pavadīt laiku ar augiem starp tiem laikiem, kad viņi veica tādas darbības kā ražas novākšana. "Viņi brīvajā laikā varēja noņemt vāku un paskatīties pa logu," sacīja Spensers. Un tas izrādījās noderīgs arī eksperimentam, jo ​​viens no komandas locekļiem pamanīja augu, kas brīvajā laikā attīstījās izplatīta problēma, ko sauc par ziedu gala puvi, kas pēc tam tika noņemta no ražu.

Kas nākamais augiem kosmosā?

Kad pirmā raža ir pabeigta, eksperiments vēl nav pabeigts. Vairāk čili turpinās augt, un nākamā raža provizoriski plānota 26.novembrī. Galu galā daži čili tiks nogādāti atpakaļ uz Zemi, kur to ģenētiskais sastāvs tiks salīdzināts ar līdzīgiem uz Zemes audzētiem čili, un Spensere un viņas komanda veiks uztura analīzi.

Spensere arī saka, ka ir daudz vairāk jautājumu, kurus viņa vēlas izpētīt par to, kā mikrogravitācija ietekmē apputeksnēšanu un augļus, jo mēs tālu no pilnīgas izpratnes par to, kā gravitācijas trūkums ietekmē šos kompleksus augi. Tomēr šobrīd mēs esam soli tuvāk tam, lai nodrošinātu astronautiem gardu, veselīgu pārtiku un šajā procesā daudz uzzinātu par augiem.

Redaktoru ieteikumi

• Skatieties, kā kosmosa stacijā atklājas NASA jaunais saules bloks
• Kā noskatīties, kā NASA privātā misija ierodas kosmosa stacijā
• NASA gatavojas savai otrajai privātajai misijai uz SKS
• NASA apstiprina, ka SKS uzņems kosmonautus līdz 2028. gadam
• Kā skatīties piektdienas vēsturisko izgājienu kosmosā SKS