Tu je návod, ako sa NASA darí pestovať čilské papriky vo vesmíre

Pred niekoľkými týždňami si astronauti na Medzinárodnej vesmírnej stanici (ISS) užili veľmi špeciálnu hostinu tacos, vrátane čerstvých paprík Hatch pestovaných na obežnej dráhe. Viac než len trochu zábavy pre posádku, toto boli prvé kvitnúce rastliny pestované, zbierané a spotrebované vo vesmíre a predstavujú skok vpred v zložitosti pestovaných rastlín mikrogravitácia.

Aby sme sa dozvedeli o tom, ako pestujete chutnú čerstvú zeleninu vo vesmíre, porozprávali sme sa s LaShelle Spencerom, vedúcim vedeckého tímu projektu pre experiment s čili papričkou, ktorý dohliadal na projekt od výberu a prípravy semien cez ich balenie na štart až po diaľkové monitorovanie rastlín, ako rastú na ISS, a dohľad nad prvým zber.

Útulné rastlinné prostredie vo vesmíre

Cieľ projektu bol jednoduchý: dokázať, že je možné vo vesmíre pestovať komplexnú kvitnúcu plodinu, akou sú čili papričky. Aj keď je na ISS relatívne ľahké pestovať listovú zeleninu, ako je kel, nedávne projekty uspeli v pestovaní zeleniny, ako je

reďkovky rovnako ako pšenica, pestovanie chilli je zložitejšie ako tieto predchádzajúce projekty – pretože rastliny vyžadujú opatrnosť opelenie a pretože rast trvá oveľa dlhšie (približne štyri mesiace) v porovnaní s rýchlejšími plodinami, ako je šalát a reďkovky.

Plodiny boli pestované v špeciálnom kontajneri na ISS s názvom Advanced Planet Habitat, plne automatizovanom systéme, ktorý môžu výskumníci na zemi ovládať na diaľku. Fotografie rastlín v biotope sa robia každý deň a výskumníci môžu kontrolovať mnohé aspekty prostredia, ako je nastavenie červených, zelených a modrých LED svetiel alebo teplota vo vnútri nádrž.

APH je uzavreté prostredie. V porovnaní s tým, keď rastiete v okennom boxe, Spencer povedala: „Máte matku prírodu. Máte slnko a celé spektrum [svetla]." V APH je dostupné len obmedzené spektrum svetla a Rastlinám chýba ultrafialové svetlo – čo spôsobuje, že na spodnej strane paprík rastú drobné nádory listy. Toto nie je problém pre vybraný typ rastliny Hatch pepper, ale môže to byť problém pre iné odrody.

Ďalším problémom je hnojenie. "Používame hnojivá s postupným uvoľňovaním," vysvetlil Spencer. „Museli sme sa uistiť, že máme správnu zmes živín, ktorá nás prevedie 120-dňovým experimentom. Je to zmes vápnika, dusičnanu horečnatého a podobne. A keď sú preč, sú preč. Neexistuje spôsob, ako do systému pridať ďalšie živiny."

Úprava podmienok za chodu

Zatiaľ čo Spencerov tím mal vo svojom laboratóriu na testovanie podobné zariadenie ako APH a použili ho na simuláciu toho, čo podmienky, ktoré rastliny vyžadovali, bolo stále náročné presne predpovedať, aké podmienky budú chile potrebovať na rast vo vesmíre. "Museli sme sa prispôsobiť za behu," povedala, čo mohli urobiť zo zeme úpravou faktorov, ako sú úrovne osvetlenia v biotope alebo úrovne čistenia určitých chemikálií z prostredia.

Napríklad požiadavky rastlín na vodu boli na Zemi iné ako na vesmírnej stanici, čo si všimli pri pohľade na fotografie rastlín počas ich rastu. "Potreba vody je pravdepodobne o 10-15% vyššia ako to, čo sme robili na zemi," vysvetlil Spencer, čo bolo spôsobené tým, ako voda odpočívala a pohybovala sa okolo APH v mikrogravitácii.

Rastliny bez gravitácie rastú zvláštne

Aj pri všetkých týchto úpravách stále existovali rozdiely v spôsobe, akým rastliny rástli v mikrogravitácii. V podmienkach zemskej gravitácie typ čili rastie priamo nahor, pričom kvety a ovocie visia nadol. „V mikrogravitácii mali rastliny huňatejšiu morfológiu a rástli paralelne s vedeckým nosičom [podnos, v ktorom sú semená zasadené]. Kvety sa otvorili priamo nahor a niektoré plody sa tiež otvorili priamo nahor,“ vysvetlil Spencer.

Tento rozdiel v tvare rastliny nie je len kuriozitou, pretože mohol ovplyvniť spôsob opeľovania rastlín. Spencerov tím zistil, že ich úroda čili sa opeľuje na obežnej dráhe pomalšie ako na zemi, a ona si myslí, že to môže byť preto, že keď kvety smerujú nahor, vzduch poryvy, ktoré používajú na opeľovanie, mohli peľ odfúknuť preč z kvetu, na rozdiel od trepania kvetu smerujúceho nadol a nechať peľ premiešať sa vo vnútri. kvetina.

"Mikrogravitácia mala určite obrovský vplyv na morfológiu rastlín," povedala, ale mikrogravitácia neovplyvňuje všetky rastliny rovnakým spôsobom. „Ve VEGGIE už nejaký čas pestujeme listovú zeleninu, a keď naberieme správnu vodu, darí sa jej veľmi dobre. Nedá sa povedať, že by sa líšili od toho, čo pestujeme na zemi. Teraz, keď sme sa presunuli k ovocným plodinám, je tu určite rozdiel."

Jedným z najväčších rozdielov bolo, že rastliny vo vesmíre vyšli približne o 50 % menšie ako tie na zemi. Ale čili, ktoré vyrábali, boli stále veľké a dosahovali dĺžku asi štyri alebo päť palcov.

Chutné vesmírne tacos

Prečo teda pestovať čili? No na začiatok, majú vysoký obsah vitamínu C a rastliny sú dostatočne robustné, aby dobre rástli aj v náročných podmienkach. Okrem nutričného aspektu je medzi astronautmi veľmi žiaduca charakteristická pikantnosť čili, Spencer povedal: „Posádka, pretože prostredie mikrogravitácie ovplyvňuje ich chuťové poháriky, vždy vyjadrovala túžbu po pikantnejšom potravín. Majú radi horúcu omáčku!”

Pri všetkej zložitosti pestovania papriky bola prvá úroda veľkým úspechom. "Bolo to úžasné!" povedala Spencer. Ona a jej tím si pozreli fotografie úrody korenia a poslali pokyny astronautovi Markovi Vande Heiovi, aby vybral sedem z nich na zber. Boli väčšinou zelené, s jednou červenou paprikou. Po starostlivom pozbieraní paprík ich astronauti nakrájali na kocky a vychutnali si ich v tacos, ktoré astronautka Megan McArtherová popísané ako "Piatkové hody!"

Piatkové hodovanie! Po zbere sme dostali ochutnať červené a zelené čili. Potom sme vyplnili prieskumy (musím mať údaje! 😁). Nakoniec som urobil moje najlepšie vesmírne tacos: fajita hovädzie mäso, rehydratované paradajky a artičoky a HATCH CHILE! https://t.co/pzvS5A6z5upic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

— Megan McArthur (@Astro_Megan) 29. októbra 2021

Psychologická vzpruha

To poukazuje na jednu z veľkých výhod pestovania čerstvých potravín vo vesmíre: Jesť čerstvú zeleninu je nielen dobré pre fyzické zdravie astronautov, ale je to skvelé aj pre ich zdravie. duševnú pohodu. Psychologické experimenty na zemi ukázali, že pestovanie rastlín môže vyvolať pocit uspokojenia a hrdosti a môže pomôcť zlepšiť náladu a znížiť stres. Je pravdepodobné, že to isté platí pre astronautov, najmä ak vezmeme do úvahy, že sú v uzavretom prostredí s malým prístupom k prírode.

Zatiaľ čo Spencerov tím stále čaká na údaje o tom, ako sa astronauti cítili pri starostlivosti o chile (vypĺňajú dotazník o ich skúsenosti ako súčasť experimentu), povedala, že si myslela, že astronauti mali pozitívny zážitok, keď ich pozorovala pri interakcii s rastliny. „Keď ich sledujem na kamerách, vidím na ich tvárach vzrušenie,“ povedala. "Môžem povedať, že milujú spôsob, akým voňajú."

Astronauti môžu tiež tráviť čas s rastlinami medzi obdobiami, keď vykonávali operácie, ako je zber. "V čase voľna boli schopní dať dole kryt a pozrieť sa cez okno," povedal Spencer. A to sa ukázalo byť užitočné aj pre experiment, pretože jeden z členov posádky si všimol rastlinu, ktorá vyvíjal bežný problém nazývaný hniloba kvetov počas ich vypnutia, ktorý bol potom odstránený z plodina.

Čo ďalej s rastlinami vo vesmíre?

Po dokončení prvého zberu sa experiment ešte neskončil. Ďalšie čili budú pokračovať v raste a ďalší zber je predbežne naplánovaný na 26. novembra. Nakoniec sa niektoré čili prinesú späť na Zem, kde sa ich genetická výbava porovná s podobnými čili pestovanými na Zemi a Spencer a jej tím vykonajú nutričnú analýzu.

Spencer tiež hovorí, že existuje mnoho ďalších otázok, ktoré chce preskúmať o tom, ako mikrogravitácia ovplyvňuje opeľovanie a plodí, pretože ani zďaleka nemáme úplné pochopenie toho, ako nedostatok gravitácie ovplyvňuje tieto komplexy rastliny. Zatiaľ sme však o krok bližšie k tomu, aby sme astronautom poskytli chutné a zdravé jedlo a naučili sa veľa o rastlinách.

Odporúčania redaktorov

• Sledujte, ako sa na vesmírnej stanici rozvinie nové solárne pole NASA
• Ako sledovať príchod súkromnej misie NASA na vesmírnu stanicu
• NASA sa pripravuje na svoju druhú úplne súkromnú misiu na ISS
• NASA potvrdila, že ISS bude hostiť kozmonautov do roku 2028
• Ako sledovať piatkový historický výstup do vesmíru na ISS