นี่คือวิธีที่ NASA จัดการเพื่อปลูกพริกชิลีในอวกาศ

เมื่อไม่กี่สัปดาห์ที่ผ่านมา นักบินอวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) เพลิดเพลินกับงานเลี้ยงทาโก้สุดพิเศษ ซึ่งรวมถึงพริกแฮทช์สดที่ปลูกในวงโคจรด้วย เป็นมากกว่าความสนุกสนานสำหรับทีมงาน นี่คือพืชดอกชนิดแรกที่ปลูก เก็บเกี่ยว และ ถูกใช้ไปในอวกาศ และเป็นตัวแทนของการก้าวกระโดดในความซับซ้อนของพืชที่ปลูกในนั้น แรงโน้มถ่วงต่ำ

เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการปลูกผักสดที่อร่อยในอวกาศ เราได้พูดคุยกับ LaShelle Spencer ทีมวิทยาศาสตร์ของโครงการซึ่งเป็นผู้นำการทดลองพริกไทยพริกซึ่งดูแลดูแล โครงการตั้งแต่การคัดเลือกและเตรียมเมล็ดพันธุ์จนถึงการบรรจุเพื่อเปิดตัวไปจนถึงการติดตามพืชที่เติบโตในสถานีอวกาศนานาชาติจากระยะไกลและดูแลครั้งแรก เก็บเกี่ยว.

สภาพแวดล้อมของพืชที่สะดวกสบายในอวกาศ

จุดมุ่งหมายของโครงการนั้นเรียบง่าย: เพื่อพิสูจน์ว่ามีความเป็นไปได้ที่จะปลูกพืชดอกที่ซับซ้อนเช่นพริกชิลีในอวกาศ แม้ว่าการปลูกผักใบเขียวเช่นผักคะน้าบนสถานีอวกาศนานาชาตินั้นค่อนข้างง่าย และโครงการล่าสุดก็ประสบความสำเร็จในการปลูกผักเช่น

หัวไชเท้า เช่นเดียวกับข้าวสาลี การปลูกพริกก็มีความซับซ้อนมากกว่าโครงการก่อนหน้านี้ เนื่องจากพืชต้องการความระมัดระวัง การผสมเกสรและเนื่องจากพวกมันใช้เวลานานกว่ามากในการเจริญเติบโต (ประมาณสี่เดือน) เมื่อเทียบกับพืชที่เร็วกว่าเช่นผักกาดหอมและ หัวไชเท้า.

พืชผลถูกปลูกในภาชนะพิเศษบนสถานีอวกาศนานาชาติที่เรียกว่า Advanced Planet Habitat ซึ่งเป็นระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบที่นักวิจัยภาคพื้นดินสามารถควบคุมได้จากระยะไกล มีการถ่ายภาพพืชภายในแหล่งที่อยู่อาศัยในแต่ละวัน และนักวิจัยสามารถควบคุมได้หลายแง่มุม สภาพแวดล้อมเช่นการปรับไฟ LED สีแดง เขียว และน้ำเงิน หรืออุณหภูมิภายในการเจริญเติบโต ถัง.

APH เป็นสภาพแวดล้อมแบบปิด เมื่อเทียบกับเมื่อคุณเติบโตในกล่องหน้าต่าง สเปนเซอร์กล่าวว่า “คุณเป็นธรรมชาติของแม่ คุณมีดวงอาทิตย์และสเปกตรัมเต็ม [ของแสง]” ใน APH มีสเปกตรัมแสงที่มีอยู่อย่างจำกัดและ พืชพลาดแสงอัลตราไวโอเลต ซึ่งทำให้พริกเกิดเนื้องอกเล็กๆ ที่ด้านล่างของพวกมัน ออกจาก. นี่ไม่ใช่ปัญหาสำหรับพันธุ์พริกไทย Hatch ที่เลือก แต่อาจเป็นปัญหาสำหรับพันธุ์อื่นได้

ปัญหาอีกประการหนึ่งคือการปฏิสนธิ “เราใช้ปุ๋ยที่มีการปลดปล่อยตามเวลา” สเปนเซอร์อธิบาย “เราต้องแน่ใจว่าเรามีส่วนผสมของสารอาหารที่เหมาะสมเพื่อนำพาเราไปตลอดการทดลอง 120 วัน มันเป็นส่วนผสมของแคลเซียม แมกนีเซียมไนเตรต อะไรประมาณนั้น และเมื่อพวกเขาจากไปแล้วพวกเขาก็จากไป ไม่มีทางที่จะเพิ่มสารอาหารให้กับระบบได้อีก”

การปรับเงื่อนไขได้ทันที

ขณะที่ทีมของสเปนเซอร์มีอุปกรณ์คล้ายกับ APH ในห้องทดลองสำหรับการทดสอบ และพวกเขาใช้มันเพื่อจำลองสิ่งที่ สภาพที่พืชต้องการ ยังคงเป็นเรื่องยากที่จะคาดเดาว่าพริกจะต้องเติบโตในสภาวะใด ในที่ว่าง. “เราต้องปรับตัวทันที” เธอกล่าว ซึ่งพวกมันสามารถทำได้จากพื้นดินโดยการปรับปัจจัยต่างๆ เช่น ระดับแสงในที่อยู่อาศัย หรือระดับการขัดถูของสารเคมีบางชนิดจากสิ่งแวดล้อม

ตัวอย่างเช่น ความต้องการน้ำของพืชบนโลกแตกต่างไปจากความต้องการน้ำบนสถานีอวกาศ ซึ่งพวกเขามองเห็นได้จากการดูภาพถ่ายของพืชในขณะที่พวกมันเติบโต “ความต้องการน้ำน่าจะสูงกว่าสิ่งที่เราทำบนพื้นดินประมาณ 10-15%” สเปนเซอร์อธิบาย ซึ่งเกิดจากการที่น้ำพักตัวและเคลื่อนที่ไปรอบๆ APH ในสภาวะไร้น้ำหนัก

พืชไร้แรงโน้มถ่วงเติบโตอย่างแปลกประหลาด

แม้จะมีการปรับแต่งทั้งหมดนี้ แต่ก็ยังมีความแตกต่างในวิธีที่พืชเติบโตในสภาวะไร้น้ำหนัก ในสภาวะแรงโน้มถ่วงของโลก ชิลีชนิดหนึ่งที่ใช้จะเติบโตเป็นแนวตรง โดยมีดอกและผลไม้ห้อยลงมา “ในสภาวะไร้น้ำหนัก พืชจะมีสัณฐานวิทยาที่หนากว่าและเติบโตขนานไปกับพาหะทางวิทยาศาสตร์ (ถาดสำหรับเพาะเมล็ดพืช) ดอกไม้ก็แตกหน่อตรงๆ และผลไม้บางส่วนก็แตกหน่อตรงๆ เช่นกัน” สเปนเซอร์อธิบาย

ความแตกต่างในรูปร่างของพืชนี้ไม่ได้เป็นเพียงความอยากรู้อยากเห็นเท่านั้น เนื่องจากอาจส่งผลต่อวิธีการผสมเกสรของพืช ทีมของสเปนเซอร์พบว่าพืชชิลีของพวกเขาผสมเกสรในวงโคจรได้ช้ากว่าบนพื้นดิน และเธอคิดว่านี่อาจเป็นเพราะว่าเมื่อดอกไม้ชี้ขึ้นอากาศ ลมกระโชกที่ใช้ผสมเกสรอาจทำให้เกสรดอกไม้พัดไปจากดอกได้ แทนที่จะเขย่าดอกคว่ำลงแล้วปล่อยให้ละอองเกสรผสมอยู่ในดอก ดอกไม้.

“สภาวะไร้น้ำหนักมีผลกระทบอย่างมากต่อสัณฐานวิทยาของพืชอย่างแน่นอน” เธอกล่าว แต่สภาวะไร้น้ำหนักไม่ได้ส่งผลกระทบต่อพืชทุกชนิดในลักษณะเดียวกัน “เราปลูกผักใบเขียวใน VEGGIE มาระยะหนึ่งแล้ว และเมื่อเราได้น้ำที่ถูกต้อง มันก็ทำได้ดีมาก ไม่มีอะไรจะบอกว่ามันแตกต่างไปจากสิ่งที่เราปลูกบนพื้นดิน ตอนนี้เราได้ย้ายไปสู่พืชผลแล้ว มีความแตกต่างอย่างแน่นอน”

ความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งก็คือ ต้นไม้ในอวกาศมีขนาดเล็กกว่าต้นไม้บนพื้นดินประมาณ 50% แต่พริกที่พวกเขาผลิตยังคงมีขนาดใหญ่ โดยมีความยาวประมาณสี่หรือห้านิ้ว

ทาโก้อวกาศแสนอร่อย

แล้วทำไมต้องปลูกพริก? ประการแรก พวกมันมีวิตามินซีสูงและพืชก็แข็งแรงพอที่จะเจริญเติบโตได้ดีแม้ในสภาวะที่ยากลำบาก นอกเหนือจากคุณค่าทางโภชนาการแล้ว สเปนเซอร์ยังชื่นชอบความเผ็ดอันเป็นเอกลักษณ์ของพริกอีกด้วย กล่าวว่า: “ทีมงาน เนื่องจากสภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงต่ำส่งผลต่อต่อมรับรสของพวกเขา พวกเขาจึงแสดงความปรารถนาที่จะเผ็ดกว่านี้อยู่เสมอ อาหาร พวกเขาชอบซอสเผ็ด!”

สำหรับความซับซ้อนในการปลูกพริก การเก็บเกี่ยวครั้งแรกประสบความสำเร็จอย่างมาก “มันยอดเยี่ยมมาก!” สเปนเซอร์กล่าวว่า เธอและทีมของเธอดูรูปถ่ายของพืชพริกไทยและส่งคำแนะนำให้นักบินอวกาศ Mark Vande Hei เลือกเจ็ดพันธุ์เพื่อเก็บเกี่ยว ส่วนใหญ่จะเป็นสีเขียว มีพริกแดงหนึ่งอัน หลังจากเก็บพริกอย่างระมัดระวังแล้ว นักบินอวกาศจึงหั่นเป็นลูกเต๋าและรับประทานในทาโก้ ซึ่งนักบินอวกาศเมแกน แมคอาเธอร์ อธิบายไว้ “งานฉลองวันศุกร์!”

วันศุกร์ ฉลอง! หลังเก็บเกี่ยวได้ชิมพริกแดงและเขียว จากนั้นเราก็กรอกแบบสำรวจ (ต้องมีข้อมูล! 😁). ในที่สุด ฉันก็ทำทาโก้อวกาศที่ดีที่สุด: เนื้อฟาจิต้า มะเขือเทศและอาร์ติโชกคืนน้ำ และ HATCH CHILE! https://t.co/pzvS5A6z5upic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

— เมแกน แมคอาเธอร์ (@Astro_Megan) 29 ตุลาคม 2021

การส่งเสริมทางจิตวิทยา

สิ่งนี้ชี้ให้เห็นถึงข้อดีข้อสำคัญประการหนึ่งของการปลูกอาหารสดในอวกาศ ไม่เพียงแต่จะดีต่อสุขภาพกายของนักบินอวกาศในการรับประทานผักสดเท่านั้น แต่ยังดีสำหรับพวกเขาด้วย สุขภาพจิต. การทดลองทางจิตวิทยาภาคพื้นดินแสดงให้เห็นว่าการบำรุงพืชสามารถให้ความรู้สึกพึงพอใจและภาคภูมิใจ และสามารถช่วยปรับปรุงอารมณ์และ ลดความตึงเครียด. นักบินอวกาศก็มีแนวโน้มเช่นเดียวกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาว่าพวกเขาอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ปิดซึ่งเข้าถึงธรรมชาติได้น้อย

ในขณะที่ทีมของ Spencer ยังคงรอข้อมูลเกี่ยวกับความรู้สึกของนักบินอวกาศในการดูแลชิลี (พวกเขากรอกแบบสอบถามเกี่ยวกับพวกเขา ประสบการณ์เป็นส่วนหนึ่งของการทดลอง) เธอบอกว่าเธอคิดว่านักบินอวกาศกำลังมีประสบการณ์เชิงบวกเมื่อเธอสังเกตเห็นพวกเขาโต้ตอบกับ พืช “ฉันเห็นความตื่นเต้นบนใบหน้าของพวกเขาเมื่อฉันดูพวกเขาในกล้อง” เธอกล่าว “ฉันบอกได้เลยว่าพวกเขาชอบกลิ่นที่พวกมัน”

นักบินอวกาศยังสามารถใช้เวลากับต้นไม้ในระหว่างช่วงเวลาที่พวกเขากำลังปฏิบัติการเช่นการเก็บเกี่ยว “พวกเขาสามารถถอดผ้าคลุมออกและมองผ่านหน้าต่างได้ในเวลาเลิกงาน” สเปนเซอร์กล่าว และนั่นก็กลายเป็นประโยชน์สำหรับการทดลองเช่นกัน เมื่อลูกเรือคนหนึ่งพบต้นไม้ชนิดนั้น กำลังพัฒนาปัญหาทั่วไปที่เรียกว่าการเน่าของปลายดอกในช่วงเวลาหยุด ซึ่งจากนั้นก็ถูกลบออกจาก ครอบตัด

อะไรต่อไปสำหรับพืชในอวกาศ?

เมื่อการเก็บเกี่ยวครั้งแรกเสร็จสิ้น การทดลองยังไม่เสร็จสิ้น พริกจำนวนมากจะเติบโตต่อไป และการเก็บเกี่ยวครั้งต่อไปมีกำหนดการเบื้องต้นในวันที่ 26 พฤศจิกายน ในที่สุด ชิลีบางส่วนก็ถูกนำกลับมายังโลก โดยที่พันธุกรรมของพวกมันจะถูกนำมาเปรียบเทียบกับพริกที่คล้ายกันที่ปลูกบนโลก จากนั้นสเปนเซอร์และทีมงานของเธอจะทำการวิเคราะห์ทางโภชนาการ

สเปนเซอร์ยังกล่าวอีกว่ามีคำถามอีกมากมายที่เธอต้องการตรวจสอบว่าสภาวะไร้น้ำหนักส่งผลต่อการผสมเกสรอย่างไร และการติดผล เนื่องจากเรายังห่างไกลจากความเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าการขาดแรงโน้มถ่วงส่งผลต่อความซับซ้อนเหล่านี้อย่างไร พืช. อย่างไรก็ตาม สำหรับตอนนี้ เราเข้าใกล้การจัดหาอาหารอร่อยและดีต่อสุขภาพให้กับนักบินอวกาศอีกก้าวหนึ่ง และเรียนรู้มากมายเกี่ยวกับพืชในกระบวนการนี้

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• ชมแผงโซลาร์เซลล์ใหม่ของ NASA บนสถานีอวกาศ
• วิธีดูภารกิจส่วนตัวของ NASA มาถึงสถานีอวกาศ
• NASA พร้อมสำหรับภารกิจส่วนตัวทั้งหมดครั้งที่สองไปยัง ISS
• NASA ยืนยัน ISS จะเป็นเจ้าภาพนักบินอวกาศจนถึงปี 2028
• วิธีดูการเดินอวกาศครั้งประวัติศาสตร์ในวันศุกร์ที่ ISS