Hvad er rumopdræt?
Rumlandbrug refererer til dyrkningen
Landbrug på himmellegemer som Månen ellerMars har meget til fælles med landbrug på en rumstation eller rumkoloni. Men afhængigt af størrelsen af himmellegemet kan kompleksiteten af mikrotyngdekraften, der er iboende i sidstnævnte, være fraværende.
Hvert miljø vil have forskelle i tilgængelighedressourcer til rumlandbrugsprocessen: uorganisk materiale, der er nødvendigt til plantevækst, jordmiljø, isolering, relativ tilgængelighed af kuldioxid, nitrogen og ilt og så videre. Space farming.
Hvordan er der problemer med rumopdræt?
- Mikrogravitation
I jordbund og kredsløbpå koloniplaneter er tyngdekraften mindre, end vi er vant til. Svag tyngdekraft påvirker mange funktioner i udviklingen af organismer, og planter er ingen undtagelse. I eksperimenter, hvor de samme afgrøder blev plantet på Jorden og på ISS, mistede nogle arter i kredsløb mærkbart i smag og næringsværdi. For eksempel var der i "rum" -embryonerne i næbben Brassica rapa meget mindre stivelse og protein (med 24%).
- Forstyrrelse af varmeoverførsel
Dette problem opstår, hvis det lukkede rum er dårligt ventileret. Samtidig akkumuleres flygtige organiske stoffer omkring planten, hvilket kan bremse dens vækst.
- Stråling
Observationer viser, at konstant strålingkan forårsage DNA-skader og mutationer, og påvirker også niveauet af genekspression. I betragtning af alt dette er det umuligt at forudsige, hvordan planter bragt fra Jorden vil ændre sig over tid.
- Jorden
Vores jordiske jord, som giver planter planter, eret komplekst system, hvor både mineraler og organiske stoffer er lige så vigtige. På Mars er situationen for eksempel en helt anden. Overfladen på den røde planet er dækket af regolit - fint sand og støv, der dannes, når klipper ødelægges af vind, temperatursvingninger og meteoritpåvirkninger. Dette støv er ikke kun livløst, det er farligt for planter: det indeholder giftige forbindelser, herunder perchlorater - salte af perchlorsyre.
Hvordan udskiftes jord?
I april 2014 Dragon SpaceX fragtskibleverede den grønne Veggie-plante til den internationale rumstation, og i marts begyndte astronauter at teste orbitalplantagen. Installationen styrer lys- og næringsindtag. I august 2015 indeholdt astronautmenuen friske grøntsager dyrket i mikrogravitation.
Når Veggie har tjent hende, planlægger de at erstatte hendedet større anlæg er det fuldautomatiske Advanced Plant Habitat (APH) drivhus. Det vil være muligt at regulere mange parametre, herunder fugtighed, tryk, belysning, mængden af tilført ilt og næringsstoffer og endda måle temperaturen på de enkelte blade.
I det russiske segment af det internationale rumstationen driver et drivhus "Lada" til eksperimentet "Plants-2". I slutningen af 2016 eller begyndelsen af 2017 vises Lada-2-versionen om bord. Institut for medicinske og biologiske problemer fra det russiske videnskabsakademi arbejder på disse projekter.
Hvordan dyrkes planter i fremmed jord?
Rumgartneri er ikke begrænset tileksperimenter med nul tyngdekraft. For at kolonisere andre planeter bliver mennesker nødt til at udvikle landbrug på jord, der adskiller sig fra det på Jorden, og i en atmosfære, der har en anden sammensætning. I 2014 dyrkede biolog Michael Mautner asparges og kartofler på meteoritjord. For at få jord egnet til dyrkning blev meteoritten malet til pulver.
Empirisk var han i stand til at bevise det på jordenaf udenjordisk oprindelse kan bakterier, mikroskopiske svampe og planter vokse. Det meste asteroide materiale indeholder fosfater, nitrater og undertiden vand.
- Mars
I tilfælde af Mars, hvor der er meget sand og støv,knusning af klippen er ikke påkrævet. Men et andet problem vil opstå - jordens sammensætning. Der er tungmetaller i Mars jord, hvis øgede mængde i planter er farlig for mennesker. Forskere fra Holland har simuleret marsjord og har dyrket ti afgrøder af flere plantearter på den siden 2013.
Som et resultat af eksperimentet fandt forskerne det udindholdet af tungmetaller i ærter, radiser, rug og tomater dyrket på simuleret marsjord er ikke farligt for mennesker. Forskere fortsætter med at undersøge kartofler og andre afgrøder.
Forsker Wager Wamelink inspicerer planter dyrket i simuleret marsjord. Foto: Joep Frissel / AFP / Getty Images
- Månen
I en analog af månejord er det allerede lykkedes for forskerespirer bomuld, men hovedproblemet er, at ingen plante vil overleve månens temperaturændringer. Eksempelvis kan temperaturen om natten på satellitten falde til -170 grader.
Så takket være det kinesiske apparat "Chang'e-4",For første gang var det muligt at dyrke en plante under månens tyngdekraft: bomuldsfrø spirede.Som en del af eksperimentet brugte kinesiske videnskabsmænd en forseglet beholder med et særligt næringsmedium. Foruden bomuldsfrø blev der lagt kartoffel-, raps- og Tals rhizomfrø i den. Der blev også brugt frugtfluelarver og gærsvampe til forsøget.
Hvordan skal planterne dyrkes i fremtiden?
- Hydroponics
Med denne metode vokser planter i vand.Du kan holde rødderne i vand konstant eller bruge ebb- og flowteknikken og også bruge en række substrater, der holder den rigtige mængde væske.
- Aeroponics
I dette tilfælde er planterødderne ikke i vandet.eller underlag i luften. Sprøjter er installeret i nærheden, som fra tid til anden omslutter rødderne med en let tåge fra små dråber næringsopløsning. Sådan får planter både ernæring og tilstrækkelig ilt.
- Antroponik
En kilde til vand og gødning til hydroponicinstallationer bliver besætningsaffald. Astronauturin kan blive grundlaget for kvælstofgødning, et sådant eksperiment er allerede udført på Jorden af italienske forskere.
På trods af udsigterne til hydroponics, blandt videnskabsmændDer er også tilhængere af havearbejde baseret på jord fra andre planeter. Sådanne eksperimenter har været i gang i Holland siden 2013. Biologer fra Wageningen Universitet dyrker grøntsager i kunstig jord, der ligner sammensætningen af regolitter fra overfladen af Mars og Månen.
"Mars" jord er lavet af vulkanskaske og sand fra Hawaii, og "måne" fra ørkensand i Arizona. For at kopiere regoliths tekstur bliver materialet desuden knust til støv. Forskere har allerede samlet mere end et dusin afgrøder, inklusive tomater, ærter, radiser, rug, grønne løg og andre planter i deres madkurv.
En anden dristig idé er at ændre Marsatmosfære ved hjælp af cyanobakterier (blågrønne alger). Disse små organismer er i stand til fotosyntese: det menes, at det var dem, der "åndede" en betydelig del af iltet, der bidrog til "iltrevolutionen" i begyndelsen af proterozoikumet. I 2018 fandt et internationalt forskergruppe, at cyanobakterier kan producere gas ved meget lave lysniveauer.
Seneste præstationer
Nogle af frøene spirede i jordlaboratorietris, som besøgte Månen som en del af Chang'e-5-missionen. Den kinesiske automatiske interplanetariske station (AIS) Chang'e-5 blev det første kinesiske rumfartøj, der nåede Månen og vendte tilbage til Jorden. Missionen blev lanceret i november 2020, og returkapslen med månens jordprøver blev leveret til Jorden i december.
Et af målene med missionen var at gennemføreeksperimenter med valg af landbrugsafgrøder i rummet. Især om bord på "Chang'e-5" var der omkring 40 gram risfrø, som blev returneret til Jorden efter månemissionen.
Frøene blev overført til forskningenCenter for Sydkinesiske landbrugsuniversitet. Og nogle af disse frø er spiret med succes. Ifølge forskere vil resultaterne af dette eksperiment hjælpe med at afsløre indflydelsen af rumforhold på landbrugsstrukturer såvel som at udvikle risvarianter med unikke egenskaber.
Læs mere:
Det argentinske sundhedsministerium afslørede data om bivirkninger blandt dem, der fik Sputnik V
Platypus viste sig at være en genetisk blanding af pattedyr, fugle og krybdyr
Abort og videnskab: hvad vil der ske med de børn, der føder