Η NASA εξετάζει τρόπους για να διασφαλίσει ότι οι εξερευνητές του διαστήματος θα έχουν θρεπτικά προϊόντα, όπως φρέσκα φυτά, σε μελλοντικές αποστολές στο φεγγάρι και στον Άρη. Αν και τα σφραγισμένα πακέτα τροφίμων εξυπηρετούν τον σκοπό τους, μπορεί να χάνουν γεύση και βιταμίνες με την πάροδο του χρόνου. Η καλλιέργεια λαχανικών και άλλων φυτών στον διαστημικό σταθμό θα μπορούσε να λύσει αυτό το πρόβλημα και να προσφέρει στο πλήρωμα μια καλύτερη ψυχολογική κατάσταση.

Οι προσπάθειες καλλιέργειας φυτών, όπως μαρούλι, πιπεριές, ραπανάκια και ντομάτες σε μικροβαρύτητα, βρίσκονται σε εξέλιξη, αποκαλύπτοντας νέες γνώσεις για το πώς η διαστημική πτήση επηρεάζει τη γενετική των φυτών, τη χρήση νερού και τη γεύση.

Φυτά και εξερεύνηση του διαστήματος

Αυτή η δουλειά καθοδηγείται από την Gioia Massa από τη NASA. Η εμπειρία της περιλαμβάνει τη μελέτη της συμπεριφοράς των φυτών στο διάστημα για να ενισχυθεί η ποικιλία και η γεύση των φρέσκων καλλιεργειών.

Καθώς η NASA ανοίγει το δρόμο για τα πιο βαθιά διαστημικά ταξίδια, η ομάδα της έχει εστιάσει στο πώς η μικροβαρύτητα και παράγοντες όπως η υγρασία και το φως επηρεάζουν το σχήμα, την ποιότητα των θρεπτικών ουσιών και την παραγωγή των φυτών.

Με την εξέταση των βακτηρίων που ζουν δίπλα στα φυτά, παρακολουθούν επίσης αν αυτά τα μικροοργανισμοί παραμένουν ασφαλή και ευεργετικά για την ανθρώπινη υγεία.

Καλλιέργειες σε μικροβαρύτητα

Μια βασική μελέτη, η Plant Habitat-07, εξετάζει πώς το μαρούλι αντέχει σε διαφορετικές συνθήκες υγρασίας σε μικροβαρύτητα.

Αν και το νερό είναι κρίσιμο για τα φυτικά κύτταρα, η υπερβολική ποσότητα μπορεί να περιορίσει το οξυγόνο στις ρίζες, ενώ η ανεπαρκής ποσότητα μπορεί να προκαλέσει μαρασμό.

Η έρευνα αυτή χρησιμοποιεί τέσσερα σενάρια υγρασίας σε ένα εξειδικευμένο θάλαμο ανάπτυξης για να δει πώς προσαρμόζονται τα φυτά στην παραγωγή θρεπτικών ουσιών. Οι ερευνητές ελέγχουν την απόδοση, τη συνολική υγεία των φυτών και αν οι βακτηριακοί πληθυσμοί στα φύλλα ενέχουν κάποιο κίνδυνο. Τα πρώτα δεδομένα υποδεικνύουν τη σημασία της ισορροπίας του νερού για τη διατήρηση των υγιών φύλλων που εξακολουθούν να έχουν καλή γεύση.

Νόστιμα διαστημικά λαχανικά

Οι εξερευνήσεις Veg-04A και Veg-04B της NASA εστίασαν στο πώς η ποιότητα του φωτός και τα λιπάσματα επηρεάζουν το μαρούλι και τα φυλλώδη λαχανικά στον σταθμό.

Μελέτες έδειξαν ότι η αλλαγή των κόκκινων και μπλε LED ή η ρύθμιση των συνταγών θρεπτικών ουσιών αλλάζει την εμφάνιση, τη γεύση και την ανάπτυξη των φύλλων.

Αυτές οι έρευνες καθοδήγησαν τις πιο πρόσφατες φυτεύσεις άλλων καλλιεργειών, όπως οι ντομάτες. Τα μέλη του πληρώματος έδωσαν ανατροφοδότηση για την φρεσκάδα και τη γεύση, κάτι που μπορεί να βοηθήσει στην επιλογή σπόρων για διάφορες σαλάτες σε μακροχρόνιες διαστημικές πτήσεις.

Μια μελέτη για το Arabidopsis thaliana (θυληκή κρέσσα) έδειξε ότι η χαμηλή βαρύτητα αλλάζει την έκφραση των γονιδίων και τον τρόπο που τα φυτά ρυθμίζουν βασικούς χημικούς δείκτες. Οι ερευνητές παρακολούθησαν τη μεθυλίωση του DNA — μια διαδικασία που μπορεί να ενεργοποιεί ή να απενεργοποιεί γονίδια.

Οι ανακαλύψεις τους ανοίγουν νέες δυνατότητες για την προσαρμογή των φυτικών γονιδίων ώστε να αντέχουν στις δυσκολίες του διαστήματος, όπως η ασυνήθιστη κίνηση του νερού ή ο περιορισμένος χώρος.

Ορμόνες και κίνηση

Οι επιστήμονες εξερεύνησαν πώς οι φυτικές ορμόνες καθοδηγούν την ανάπτυξη σε μικροβαρύτητα. Μια σειρά από τεστ εξέτασε τις αυξίνες, φυσικά σήματα που καθοδηγούν την κατεύθυνση των ριζών και των βλαστών.

Ορισμένα φυτά είχαν χαμηλότερα επίπεδα αυξινών όταν αιωρούνταν σε μικροβαρύτητα, γεγονός που εμπόδιζε την κανονική ανάπτυξή τους προς τα πάνω.

Άλλα είχαν υψηλότερα επίπεδα, υποδεικνύοντας ότι το ακριβές αποτέλεσμα διαφέρει ανά είδος. Αυτή η λεπτή αλλαγή στη χημεία των φυτών βοηθά τη NASA να σχεδιάσει θαλάμους ανάπτυξης που υποστηρίζουν καλύτερα τις ανάγκες κάθε καλλιέργειας.

Μηχανική φυτών για να αντέχουν στο διάστημα

Οι ρίζες και οι βλαστοί σε μικροβαρύτητα μπορεί να αναπτύξουν πιο αδύναμα υποστηρικτικά ιστό, ή σε ορισμένες περιπτώσεις, να παράγουν πιο παχιά τοιχώματα για άγνωστο λόγο.

Μια έρευνα χρησιμοποίησε μια σειρά από εργαστηριακά εργαλεία για να εντοπίσει τις αλλαγές στα μόρια που κατασκευάζουν τα τοιχώματα των φυτικών κυττάρων, ειδικά εκείνα που παρέχουν μηχανική αντοχή. Αν και κάποια είδη προσαρμόζονται γρήγορα και σχηματίζουν υγιή τοιχώματα, άλλα παραμένουν εύθραυστα. Το επόμενο βήμα της NASA είναι να βελτιώσει ποια ποικιλία φυτών ευδοκιμούν με ελάχιστη βαρύτητα ή να προσαρμόσει τις συνθήκες έτσι ώστε οι ρίζες να είναι λιγότερο επιρρεπείς στο λύγισμα ή το αδυνάτισμα.

Στεροειδή και ανθοφορία στο διάστημα

Ερευνητές στην αποστολή Resist Tubule ανακάλυψαν ότι τα φυτά Arabidopsis που καλλιεργούνται σε μικροβαρύτητα βλέπουν μερικές φορές μειωμένα επίπεδα στεροειδών.

Τα στεροειδή βοηθούν στη σταθεροποίηση των μεμβρανών των κυττάρων και υποστηρίζουν μια σειρά από αντιδράσεις ανάπτυξης, όπως το πότε και πώς το φυτό μεταβαίνει στην ανθοφορία.

Η μείωση των στεροειδών σε μικροβαρύτητα μπορεί να επιβραδύνει ορισμένα στάδια στην ανάπτυξη. Παρακολουθώντας ποια γονίδια ελέγχουν αυτά τα στεροειδή, οι επιστήμονες μπορεί να εντοπίσουν τρόπους για να κρατήσουν τα φυτά στο πρόγραμμα τους.

Διαστημικές αποστολές με φυτά

Η ύπαρξη γευστικών πράσινων για σαλάτα στον διαστημικό σταθμό είναι μόνο το πρώτο βήμα. Η προτεραιότητα της NASA είναι να υποστηρίξει τα πληρώματα κατά τις αποστολές που διαρκούν πολλούς μήνες.

Η πρόοδος μέχρι στιγμής είναι ενθαρρυντική: τα φρέσκα προϊόντα είναι εφικτά σε τροχιά, και κάθε νέα ανακάλυψη βοηθά στη βελτίωση της διαδικασίας.

Καθώς περισσότερες καλλιέργειες δοκιμάζονται για γεύση, θρεπτικά συστατικά και διάρκεια ζωής, οι άνθρωποι αποκτούν τη δυνατότητα να καλλιεργούν τροφή μακριά από τον πλανήτη μας.

Με τη βοήθεια εμπειρογνωμόνων όπως η Gioia Massa, το μέλλον της γεωργίας στο διάστημα φαίνεται υποσχόμενο τόσο για τη θρέψη όσο και για την ικανοποίηση του πληρώματος.

Με πληροφορίες από Earth.com