Her er hvordan NASA klarer å dyrke Chile Peppers i verdensrommet

For noen uker siden nøt astronauter på den internasjonale romstasjonen (ISS) en helt spesiell fest med taco, inkludert fersk Hatch-pepper dyrket i bane. Mer enn bare litt moro for mannskapet, dette var de første blomstrende plantene som ble dyrket, høstet og konsumert i verdensrommet, og de representerer et hopp fremover i kompleksiteten til planter som dyrkes i mikrogravitasjon.

For å lære om hvordan du dyrker velsmakende, ferske grønnsaker i verdensrommet snakket vi med LaShelle Spencer, prosjektlederen for chilipeppereksperimentet, som hadde tilsyn med prosjektet fra å velge og forberede frøene til å pakke dem opp for lansering til fjernovervåking av plantene mens de vokste i ISS og overvåke de første innhøsting.

Et koselig plantemiljø i verdensrommet

Målet med prosjektet var enkelt: Å bevise at det er mulig å dyrke en kompleks blomstrende avling som chilipepper i verdensrommet. Selv om det er relativt enkelt å dyrke bladgrønnsaker som grønnkål på ISS, og nyere prosjekter har lykkes med å dyrke grønnsaker som

reddiker i tillegg til hvete er dyrking av chili mer komplisert enn disse tidligere prosjektene - både fordi plantene krever forsiktighet pollinering og fordi det tar så mye lengre tid for dem å vokse (rundt fire måneder) sammenlignet med raskere avlinger som salat og reddiker.

Avlingene ble dyrket i en spesiell beholder på ISS kalt Advanced Planet Habitat, et helautomatisert system som forskere på bakken kan fjernstyre. Det tas bilder av plantene i habitatet hver dag, og forskere kan kontrollere mange aspekter av miljøet som å justere de røde, grønne og blå LED-lysene eller temperaturen inne i veksten tank.

APH er et lukket miljø. Sammenlignet med når du vokser i en vindusboks, sa Spencer: «Du har moder natur. Du har sol og hele spekteret [av lys].» I APH er det bare et begrenset spekter av lys tilgjengelig og plantene går glipp av ultrafiolett lys - som får paprika til å vokse små svulster på undersiden av blader. Dette er ikke et problem for typen Hatch pepperplante som er valgt, men det kan være et problem for andre varianter.

Et annet problem er befruktning. "Vi bruker gjødsel med tidsfrigjøring," forklarte Spencer. "Vi måtte sørge for at vi hadde den riktige blandingen av næringsstoffer for å bære oss gjennom et 120-dagers eksperiment. Det er en blanding av kalsium, magnesiumnitrat, slike ting. Og når de er borte, er de borte. Det er ingen måte å tilføre flere næringsstoffer til systemet."

Juster forholdene i farten

Mens Spencers team hadde en lignende enhet som APH i laboratoriet for testing, og de brukte den til å simulere hva forholdene plantene krevde, var det fortsatt utfordrende å forutsi nøyaktig hvilke forhold chiliene ville trenge for å vokse i verdensrommet. "Vi måtte justere i farten," sa hun, noe de kunne gjøre fra bakken ved å justere faktorer som lysnivåer i habitatet eller skrubbenivåer av visse kjemikalier fra miljøet.

Vannbehovet til plantene var for eksempel annerledes på jorden enn de var på romstasjonen, som de oppdaget ved å se på fotografier av plantene mens de vokste. "Vannbehovet er sannsynligvis 10-15% høyere enn det vi gjorde på bakken," forklarte Spencer, noe som skyldtes måten vannet hvilte og beveget seg rundt APH i mikrogravitasjon.

Tyngdekraftsløse planter vokser merkelig

Selv med all denne tilpasningen, var det fortsatt forskjeller i måten plantene vokste i mikrogravitasjon. Under jordens tyngdekraftsforhold vokser typen chile som brukes rett oppover, med blomstene og frukten hengende ned. «I mikrogravitasjon hadde plantene en buskete morfologi og vokste parallelt med vitenskapsbæreren [brettet der frøene er plantet]. Blomstene åpnet seg rett opp, og noen av fruktene åpnet seg også rett opp," forklarte Spencer.

Denne forskjellen i plantens form er heller ikke bare en kuriositet, siden den kan ha påvirket hvordan plantene pollineres. Spencers team fant ut at chileavlingen deres var tregere til å bestøve i bane enn på bakken, og hun tror dette kan skyldes at når blomstene peker oppover, luften vindkast som de bruker til pollinering kunne ha blåst pollen bort fra blomsten, i motsetning til å riste en nedovervendt blomst og la pollen blande seg i blomst.

"Mikrogravitasjon hadde definitivt en enorm effekt på plantemorfologi," sa hun, men mikrogravitasjon påvirker ikke alle planter på samme måte. "Vi har dyrket bladgrønt i VEGGIE en stund, og når vi får vannet riktig, klarer de seg veldig bra. Det er ingenting å si at de er annerledes enn det vi dyrker på bakken. Nå som vi har gått over til fruktavlinger, er det definitivt en forskjell.»

En av de største forskjellene var at plantene i verdensrommet kom ut rundt 50 % mindre enn de på bakken. Men chiliene de produserte var fortsatt betydelige, og nådde opp til rundt fire eller fem tommer lange.

Smakfull plass taco

Så hvorfor dyrke chili? For det første er de høye i vitamin C, og plantene er robuste nok til å vokse godt selv under vanskelige forhold. I tillegg til det ernæringsmessige aspektet, er chilenes karakteristiske krydrethet svært ønskelig blant astronautene, Spencer sa: "Besetningen, fordi mikrogravitasjonsmiljøet påvirker smaksløkene deres, har de alltid uttrykt et ønske om mer krydret matvarer. De liker varm saus!»

Til tross for all kompleksiteten i å dyrke paprika, var den første innhøstingen en stor suksess. "Det var fantastisk!" sa Spencer. Hun og teamet hennes så på bilder av pepperavlingen og sendte instruksjoner til astronauten Mark Vande Hei om å velge syv av dem for høsting. De var stort sett grønne, med én rød paprika. Etter å ha plukket paprikaene nøye, kuttet astronautene dem i terninger og nøt dem i taco, som astronaut Megan McArther beskrevet som "fredagsfest!"

Fredagsfest! Etter innhøstingen fikk vi smake på rød og grønn chili. Så fylte vi ut spørreundersøkelser (må ha dataene! 😁). Til slutt lagde jeg de beste space-tacoene mine til nå: fajita-biff, rehydrerte tomater og artisjokker og HATCH CHILE! https://t.co/pzvS5A6z5upic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

— Megan McArthur (@Astro_Megan) 29. oktober 2021

Et psykologisk løft

Dette peker på en av de store fordelene med å dyrke fersk mat i verdensrommet: Ikke bare er det bra for astronautenes fysiske helse å spise ferske grønnsaker, men det er også bra for deres psykisk velvære. Psykologiske eksperimenter på bakken har vist at pleie av planter kan gi en følelse av tilfredshet og stolthet og kan bidra til å forbedre humør og redusere stress. Det er sannsynlig at det samme gjelder astronauter, spesielt med tanke på at de befinner seg i et lukket miljø med liten tilgang til naturen.

Mens Spencers team fortsatt venter på data om hvordan astronautene hadde det med å passe på chiliene (fyller de ut et spørreskjema om deres opplevelser som en del av eksperimentet), sa hun at hun trodde astronautene hadde en positiv opplevelse da hun observerte dem samhandle med plantene. "Jeg ser spenning i ansiktene deres når jeg ser dem på kameraene," sa hun. "Jeg kan fortelle at de elsker måten de lukter på."

Astronautene kan også tilbringe tid med plantene mellom tidene de utførte operasjoner som høsting. "De var i stand til å ta av dekselet og se gjennom vinduet når de var fri," sa Spencer. Og det viste seg å være nyttig for eksperimentet også, da et av besetningsmedlemmene oppdaget en plante som utviklet et vanlig problem kalt blomstrende enderåte i løpet av fritiden, som deretter ble fjernet fra avling.

Hva er det neste for planter i verdensrommet?

Med den første innhøstingen fullført, er ikke eksperimentet ferdig ennå. Flere av chiliene vil fortsette å vokse, og neste innhøsting er foreløpig planlagt til 26. november. Etter hvert vil noen chili bli brakt tilbake til jorden, hvor deres genetiske sammensetning vil bli sammenlignet med lignende chili dyrket på jorden, og Spencer og teamet hennes vil utføre en ernæringsanalyse.

Spencer sier også at det er mange flere spørsmål hun ønsker å undersøke om hvordan mikrogravitasjon påvirker pollinering og frukting, siden vi langt fra har en fullstendig forståelse av hvordan mangel på tyngdekraft påvirker disse kompleksene planter. For nå er vi imidlertid ett skritt nærmere å gi astronauter deilig, sunn mat, og lære mye om planter i prosessen.

Redaktørenes anbefalinger

• Se NASAs nye solcellepanel utfolde seg på romstasjonen
• Hvordan se NASAs private oppdrag ankomme romstasjonen
• NASA gjør seg klar for sitt andre helt private oppdrag til ISS
• NASA bekrefter at ISS vil være vertskap for kosmonauter gjennom 2028
• Hvordan se fredagens historiske romvandring ved ISS