Вот как НАСА удается выращивать перец чили в космосе

Несколько недель назад астронавты на Международной космической станции (МКС) наслаждались особенным пиршеством тако, в том числе свежим перцем Хэтч, выращенным на орбите. Это было больше, чем просто развлечение для команды: это были первые цветущие растения, выращенные, собранные и собранные. потребляются в космосе, и они представляют собой скачок вперед в сложности растений, выращиваемых в космосе. микрогравитация.

Чтобы узнать, как выращивать вкусные свежие овощи в космосе, мы поговорили с Лашеллом Спенсером, руководителем научной группы проекта по эксперименту с перцем чили, который курировал проект от выбора и подготовки семян до их упаковки для запуска, до удаленного наблюдения за растениями по мере их роста на МКС и наблюдения за первым урожай.

Уютная растительная среда в космосе

Цель проекта была проста: доказать, что в космосе можно выращивать такую ​​сложную цветущую культуру, как перец чили. Хотя на МКС относительно легко выращивать листовую зелень, такую ​​как капуста, а недавние проекты преуспели в выращивании таких овощей, как редис Как и пшеница, выращивание чили более сложное, чем в предыдущих проектах, поскольку растения требуют тщательного ухода. опыления, а также потому, что им требуется намного больше времени для роста (около четырех месяцев) по сравнению с более быстрыми культурами, такими как салат и редис.

Урожай выращивался в специальном контейнере на МКС под названием Advanced Planet Habitat — полностью автоматизированной системе, которой исследователи на Земле могут управлять удаленно. Каждый день фотографируются растения в среде обитания, и исследователи могут контролировать многие аспекты окружающей среды, например, регулировка красного, зеленого и синего светодиодов или температуры внутри растения. бак.

АПХ представляет собой закрытую среду. По сравнению с тем, когда вы растете в оконном ящике, Спенсер сказал: «У вас есть мать-природа. У вас есть солнце и полный спектр [света]». В APH доступен только ограниченный спектр света, и растениям не хватает ультрафиолета, из-за чего у перца на нижней стороне плода появляются крошечные опухоли. листья. Это не проблема для выбранного типа перца Хэтч, но может быть проблемой для других сортов.

Другой вопрос – оплодотворение. «Мы используем удобрения замедленного действия», — объяснил Спенсер. «Нам нужно было убедиться, что у нас есть правильное сочетание питательных веществ, чтобы провести 120-дневный эксперимент. Это смесь кальция, нитрата магния и тому подобного. И когда они ушли, они ушли. Невозможно добавить в систему больше питательных веществ».

Изменение условий на лету

В то время как команда Спенсера имела в своей лаборатории для тестирования устройство, похожее на APH, и они использовали его для моделирования того, что условия, необходимые растениям, все еще было сложно предсказать, какие именно условия понадобятся чили для роста. в космосе. «Нам приходилось приспосабливаться на лету», — сказала она. Это можно было делать с земли, настраивая такие факторы, как уровень освещенности в среде обитания или уровень очистки некоторых химикатов из окружающей среды.

Например, потребности растений в воде на Земле были другими, чем на космической станции, что они заметили, просматривая фотографии растений в процессе их роста. «Потребность в воде, вероятно, на 10-15% выше, чем то, что мы делали на земле», — объяснил Спенсер, что было связано с тем, что вода оставалась и перемещалась вокруг APH в условиях микрогравитации.

Растения без гравитации растут странно

Даже несмотря на все эти изменения, в том, как растения росли в условиях микрогравитации, все равно существовали различия. В условиях земной гравитации используемый тип чили растет прямо вверх, а цветы и фрукты свисают вниз. «В условиях микрогравитации растения имели более кустистую морфологию и росли параллельно научному носителю [лотку, в который сажают семена]. Цветы раскрылись прямо вверх, и некоторые плоды тоже раскрылись вверх», — объяснил Спенсер.

Эта разница в форме растения — не просто курьез, поскольку она могла повлиять на то, как растения опыляются. Команда Спенсер обнаружила, что их урожай Чили опыляется на орбите медленнее, чем на земле, и она думает, что это может быть потому, что, когда цветы направлены вверх, воздух порывы ветра, которые они используют для опыления, могли сдуть пыльцу с цветка, в отличие от встряхивания обращенного вниз цветка и смешивания пыльцы внутри цветка. цветок.

«Микрогравитация определенно оказала огромное влияние на морфологию растений», — сказала она, но микрогравитация не влияет на все растения одинаково. «Некоторое время мы выращивали листовую зелень в VEGGIE, и когда мы обеспечиваем правильную воду, она растет очень хорошо. Нельзя сказать, что они чем-то отличаются от того, что мы выращиваем на земле. Теперь, когда мы перешли к плодовым культурам, разница определенно есть».

Одним из самых больших отличий было то, что растения в космосе оказались примерно на 50% меньше, чем на земле. Но перец чили, который они производили, все еще был довольно большим, достигая четырех-пяти дюймов в длину.

Вкусные космические тако

Так зачем же выращивать чили? Ну, во-первых, в них много витамина С, а растения достаточно прочные, чтобы хорошо расти даже в сложных условиях. Помимо питательной ценности, астронавты очень ценят фирменную остроту чили, сказал Спенсер. сказал: «Экипаж, поскольку среда микрогравитации влияет на их вкусовые рецепторы, они всегда выражали желание более острого продукты питания. Они любят острый соус!»

При всей сложности выращивания перца первый урожай удался на славу. «Это было потрясающе!» Спенсер сказал. Она и ее команда просмотрели фотографии урожая перца и отправили инструкции астронавту Марку Ванде Хею собрать семь из них для сбора. Они были в основном зеленые, с одним красным перцем. Тщательно собрав перец, астронавты нарезали его кубиками и съели тако, которое астронавт Меган МакАртер описал как «Пятничный пир!»

Пятничный пир! После сбора урожая нам удалось попробовать красный и зеленый перец чили. Затем мы заполнили опросы (нужны были данные! 😁). Наконец, я приготовил свои лучшие космические тако: фахита из говядины, регидрированные помидоры и артишоки и HATCH CHILE! https://t.co/pzvS5A6z5upic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

— Меган МакАртур (@Astro_Megan) 29 октября 2021 г.

Психологический импульс

Это указывает на одно из больших преимуществ выращивания свежих продуктов в космосе: употребление свежих овощей полезно не только для физического здоровья космонавтов, но и для их здоровья. психическое благополучие. Психологические эксперименты на местах показали, что забота о растениях может вызвать чувство удовлетворения и гордости, а также улучшить настроение и улучшить настроение. снизить стресс. Вероятно, то же самое относится и к космонавтам, особенно если учесть, что они находятся в закрытой среде с ограниченным доступом к природе.

Пока команда Спенсера все еще ждет данных о том, как астронавты относились к уходу за чили (они заполняют анкету о своих опыт в рамках эксперимента), она сказала, что, по ее мнению, астронавты получили положительный опыт, когда она наблюдала, как они взаимодействуют с растения. «Я вижу волнение на их лицах, когда смотрю на них через камеры», — сказала она. «Я могу сказать, что им нравится, как они пахнут».

Астронавты также могут проводить время с растениями в перерывах между сбором урожая. «Они смогли снять крышку и посмотреть в окно в свободное время», — сказал Спенсер. И это тоже оказалось полезным для эксперимента: один из членов экипажа заметил растение, которое во время перерыва у них возникла распространенная проблема, называемая верхушечной гнилью цветков, которая затем была удалена из обрезать.

Что будет с растениями в космосе дальше?

Поскольку первый урожай собран, эксперимент еще не завершен. Все больше перцев будет продолжать расти, и следующий урожай ориентировочно запланирован на 26 ноября. В конце концов, некоторые перцы чили будут возвращены на Землю, где их генетический состав будет сравнен с аналогичным перцем чили, выращенным на Земле, а Спенсер и ее команда проведут анализ питательной ценности.

Спенсер также говорит, что есть еще много вопросов, которые она хочет изучить о том, как микрогравитация влияет на опыление. и плодотворно, так как мы далеки от полного понимания того, как отсутствие гравитации влияет на эти сложные растения. Однако на данный момент мы на шаг ближе к тому, чтобы обеспечить астронавтов вкусной и здоровой пищей и в процессе узнать много нового о растениях.

Рекомендации редакции

• Посмотрите, как на космической станции разворачивается новая солнечная батарея НАСА
• Как посмотреть, как частная миссия НАСА прибывает на космическую станцию
• НАСА готовится ко второй частной миссии на МКС
• НАСА подтверждает, что МКС будет принимать космонавтов до 2028 года
• Как посмотреть исторический выход в открытый космос в пятницу на МКС