Iată cum reușește NASA să cultive ardei chilieni în spațiu

Cu câteva săptămâni în urmă, astronauții de pe Stația Spațială Internațională (ISS) s-au bucurat de o sărbătoare cu totul specială de tacos, inclusiv ardei Hatch proaspeți cultivați pe orbită. Mai mult decât un pic de distracție pentru echipaj, acestea au fost primele plante cu flori cultivate, recoltate și consumate în spațiu și reprezintă un salt înainte în complexitatea plantelor cultivate microgravitație.

Pentru a afla despre cum cultivi legume proaspete și gustoase în spațiu, am vorbit cu LaShelle Spencer, liderul echipei științifice a proiectului pentru experimentul ardeiului chile, care a supravegheat proiectul de la selectarea și pregătirea semințelor până la împachetarea lor pentru lansare până la monitorizarea de la distanță a plantelor pe măsură ce creșteau în ISS și supravegherea primelor recolta.

Un mediu de plante confortabil în spațiu

Scopul proiectului a fost simplu: să demonstreze că este posibilă creșterea unei culturi complexe cu flori precum ardeiul chile în spațiu. Deși este relativ ușor să crești legume cu frunze verzi precum kale pe ISS, iar proiectele recente au reușit să cultive legume precum ridichi precum și grâu, cultivarea ardeiului este mai complexă decât aceste proiecte anterioare - atât pentru că plantele necesită atenție. polenizare și pentru că durează mult mai mult pentru a crește (aproximativ patru luni) în comparație cu culturile mai rapide, cum ar fi salata verde și ridichi.

Culturile au fost cultivate într-un container special de pe ISS numit Advanced Planet Habitat, un sistem complet automatizat pe care cercetătorii de pe teren îl pot controla de la distanță. Fotografiile plantelor din habitat sunt făcute în fiecare zi, iar cercetătorii pot controla multe aspecte ale acestora mediul, cum ar fi reglarea luminilor LED roșii, verzi și albastre sau a temperaturii din interiorul culturii rezervor.

APH este un mediu închis. În comparație cu când crești într-o cutie de fereastră, Spencer a spus: „Ai mama natură. Ai soare și spectrul complet [de lumină].” În APH, există doar un spectru limitat de lumină disponibilă și plantele nu beneficiază de lumina ultravioletă - ceea ce face ca ardeii să crească mici tumori pe partea inferioară a lor. frunze. Aceasta nu este o problemă pentru tipul de plantă de ardei Hatch aleasă, dar poate fi o problemă pentru alte soiuri.

O altă problemă este fertilizarea. „Folosim îngrășăminte cu eliberare în timp”, a explicat Spencer. „Trebuia să ne asigurăm că avem amestecul potrivit de nutrienți care să ne conducă printr-un experiment de 120 de zile. Este un amestec de calciu, nitrat de magneziu, lucruri de genul ăsta. Și când sunt plecați, ei sunt plecați. Nu există nicio modalitate de a adăuga alți nutrienți în sistem.”

Reglarea condițiilor din mers

În timp ce echipa lui Spencer avea un dispozitiv similar cu APH în laboratorul lor pentru testare și l-au folosit pentru a simula ceea ce condițiile cerute de plante, era încă o provocare să prezicem exact de ce condiții ar avea nevoie ardeii pentru a crește in spatiu. „A trebuit să ne adaptăm din mers”, a spus ea, ceea ce puteau face de la sol modificând factori precum nivelul de lumină din habitat sau nivelul de curățare a anumitor substanțe chimice din mediu.

De exemplu, cerințele de apă ale plantelor erau diferite pe Pământ decât erau pe stația spațială, pe care le-au observat uitându-se la fotografiile plantelor pe măsură ce creșteau. „Necesarul de apă este probabil cu 10-15% mai mare decât ceea ce făceam noi pe sol”, a explicat Spencer, ceea ce s-a datorat modului în care apa s-a odihnit și s-a deplasat în jurul APH în microgravitație.

Plantele fără gravitație cresc ciudat

Chiar și cu toate aceste ajustări, au existat încă diferențe în modul în care plantele au crescut în microgravitație. În condițiile gravitaționale ale Pământului, tipul de chile folosit crește direct în sus, cu florile și fructele atârnând în jos. „În microgravitație, plantele aveau o morfologie mai stufoasă și creșteau paralel cu purtătorul științific [tava în care sunt plantate semințele]. Florile s-au deschis direct, iar unele dintre fructe s-au deschis și ele direct”, a explicat Spencer.

Această diferență de formă a plantei nu este doar o curiozitate, deoarece poate fi afectat modul în care plantele sunt polenizate. Echipa lui Spencer a descoperit că recolta lor de chile se polenizează mai lent pe orbită decât pe sol și ea crede că acest lucru se datorează faptului că, atunci când florile sunt îndreptate în sus, aerul rafale pe care le folosesc pentru polenizare ar fi putut elimina polenul din floare, spre deosebire de scuturarea unei flori orientate în jos și lăsarea polenului să se amestece în interiorul floare.

„Microgravitația a avut cu siguranță un efect uriaș asupra morfologiei plantelor”, a spus ea, dar microgravitația nu afectează toate plantele în același mod. „Cultivam verdeață cu frunze verzi în VEGGIE de ceva vreme, iar când avem apă corectă, se descurcă foarte bine. Nu există nimic de spus că sunt diferite de ceea ce creștem pe teren. Acum că am trecut la culturile roditoare, cu siguranță există o diferență.”

Una dintre cele mai mari diferențe a fost că plantele din spațiu au ieșit cu aproximativ 50% mai mici decât cele de pe sol. Dar ardeii iute pe care i-au produs erau încă mari, ajungând până la aproximativ patru sau cinci inci lungime.

Tacos spațial gustoase

Deci de ce să crească ardei iute? Ei bine, pentru început, sunt bogate în vitamina C, iar plantele sunt suficient de robuste pentru a crește bine chiar și în condiții dificile. Pe lângă aspectul nutrițional, picantența semnătură a chilesului este foarte de dorit printre astronauți, Spencer. a spus: „Echipa, deoarece mediul microgravitațional le afectează papilele gustative, ei și-au exprimat întotdeauna dorința de a fi mai picant. alimente. Le place sosul iute!”

Cu toată complexitatea în creșterea ardeilor, prima recoltă a fost un mare succes. "A fost minunat!" spuse Spencer. Ea și echipa ei s-au uitat la fotografiile culturii de ardei și au trimis instrucțiuni astronautului Mark Vande Hei să aleagă șapte dintre ele pentru recoltare. Erau în mare parte verzi, cu un ardei roșu. După ce au cules cu grijă ardeii, astronauții i-au tăiat cubulețe și i-au savurat în tacos, pe care astronauta Megan McArther. descris ca „Sărbătoarea de vineri!”

Sărbătoarea de vineri! După recoltare, am ajuns să gustăm chile roșu și verde. Apoi am completat sondaje (trebuie să avem datele! 😁). În cele din urmă, mi-am făcut cele mai bune taco-uri spațiale de până acum: fajita de vită, roșii rehidratate și anghinare și HATCH CHILE! https://t.co/pzvS5A6z5upic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

– Megan McArthur (@Astro_Megan) 29 octombrie 2021

Un impuls psihologic

Acest lucru indică unul dintre marile avantaje ale cultivării alimentelor proaspete în spațiu: nu numai că este bun pentru sănătatea fizică a astronauților să mănânce legume proaspete, dar este și excelent pentru ei. bunastarea mentala. Experimentele psihologice pe teren au arătat că hrănirea plantelor poate da sentimente de satisfacție și mândrie și poate ajuta la îmbunătățirea stării de spirit și reduce stresul. Este probabil că același lucru este valabil și pentru astronauți, mai ales având în vedere că se află într-un mediu închis, cu acces redus la natură.

În timp ce echipa lui Spencer încă așteaptă date despre cum s-au simțit astronauții în privința îngrijirii chilesului (aceștia completează un chestionar despre experiențe ca parte a experimentului), ea a spus că a crezut că astronauții au o experiență pozitivă când i-a observat interacționând cu plantele. „Văd emoție pe fețele lor când îi privesc pe camere”, a spus ea. „Pot spune că le place felul în care miros.”

De asemenea, astronauții pot petrece timp cu plantele între perioadele în care efectuau operațiuni precum recoltarea. „Au putut să scoată capacul și să privească prin fereastră la timpul liber”, a spus Spencer. Și asta s-a dovedit a fi util și pentru experiment, deoarece unul dintre membrii echipajului a observat o plantă care a dezvoltat o problemă comună numită putregaiul capătului florii în timpul liber, care a fost apoi eliminat din a decupa.

Ce urmează pentru plantele din spațiu?

Odată cu prima recoltă completă, experimentul nu s-a încheiat încă. Mai multe dintre ardei iute vor continua să crească, iar următoarea recoltă este programată provizoriu pentru 26 noiembrie. În cele din urmă, unii ardei iute vor fi aduși înapoi pe Pământ, unde structura lor genetică va fi comparată cu ardei iute similar cultivați pe Pământ, iar Spencer și echipa ei vor efectua o analiză nutrițională.

Spencer mai spune că există multe alte întrebări pe care dorește să le investigheze despre modul în care microgravitația afectează polenizarea și fructificare, deoarece suntem departe de a înțelege complet modul în care lipsa gravitației afectează aceste complexe plantelor. Deocamdată, totuși, suntem cu un pas mai aproape de a oferi astronauților hrană delicioasă și sănătoasă și de a învăța multe despre plante în acest proces.

Recomandările editorilor

• Urmăriți noua rețea solară a NASA care se desfășoară pe stația spațială
• Cum să urmăriți cum misiunea privată a NASA ajunge la stația spațială
• NASA se pregătește pentru a doua sa misiune complet privată pe ISS
• NASA confirmă că ISS va găzdui cosmonauți până în 2028
• Cum să urmărești plimbarea spațială istorică de vineri la ISS