Što je uzgoj svemira?
Svemirska poljoprivreda odnosi se na uzgoj
Poljoprivreda na nebeskim tijelima poput Mjeseca iliMars ima mnogo toga zajedničkog s uzgojem na svemirskoj postaji ili svemirskoj koloniji. Ali, ovisno o veličini nebeskog tijela, složenost mikrogravitacije svojstvena potonjem može biti odsutna.
Svako okruženje će imati razlike u dostupnostiresursi za proces svemirske poljoprivrede: anorganski materijal potreban za rast biljaka, okoliš tla, insolacija, relativna dostupnost ugljičnog dioksida, dušika i kisika, i tako dalje. Svemirska poljoprivreda.
Koliko problema ima svemirska poljoprivreda?
- Mikrogravitacija
U orbiti i potencijalu niske zemljena kolonijalnim planetima gravitacija je manja nego što smo navikli. Slaba gravitacija utječe na mnoga obilježja razvoja organizama, a biljke nisu iznimka. U pokusima gdje su iste usjeve posađene na Zemlji i na ISS-u, neke su vrste u orbiti osjetno izgubile okus i hranjivu vrijednost. Primjerice, u "svemirskim" zamecima repa Brassica rapa bilo je mnogo manje škroba i proteina (za 24%).
- Poremećaj prijenosa topline
Do ovog problema dolazi ako je zatvoreni prostor slabo prozračen. Istodobno se oko biljke nakupljaju hlapljive organske tvari koje mogu usporiti njezin rast.
- Zračenje
Promatranja pokazuju da stalno zračenjemože uzrokovati oštećenje DNA i mutacije, a također utječe na razinu ekspresije gena. S obzirom na sve to, nemoguće je predvidjeti kako će se biljke donesene sa Zemlje mijenjati tijekom vremena.
- Tlo
Naše zemaljsko tlo, koje daje život biljkama, jestsloženi sustav gdje su i minerali i organske tvari podjednako važni. Na Marsu je, na primjer, situacija potpuno drugačija. Površina Crvenog planeta prekrivena je regolitom - sitnim pijeskom i prašinom koji nastaju kad stijene unište vjetar, temperaturne oscilacije i udarci meteorita. Ova prašina nije samo beživotna, opasna je i za biljke: sadrži otrovne spojeve, uključujući perklorate - soli perklorne kiseline.
Kako zamijeniti tlo?
U travnju 2014. teretni brod Dragon SpaceXisporučio je zelenu biljku Veggie Međunarodnoj svemirskoj stanici, a u ožujku su astronauti započeli ispitivanje orbitalne plantaže. Instalacija kontrolira unos svjetlosti i hranjivih sastojaka. U kolovozu 2015. na jelovniku astronauta nalazilo se svježe zelje uzgojeno u mikrogravitaciji.
Kad joj je Veggie poslužila, planiraju je zamijenitiveća biljka je potpuno automatski staklenik Naprednog biljnog staništa (APH). Bit će moguće regulirati mnoge parametre, uključujući vlažnost, tlak, osvjetljenje, količinu opskrbljenog kisika i hranjivih tvari, pa čak i izmjeriti temperaturu pojedinog lišća.
U ruskom segmentu međunarodnog prostorastanica radi u stakleniku "Lada" za eksperiment "Biljke-2". Krajem 2016. ili početkom 2017. godine, verzija Lade-2 pojavit će se na brodu. Na tim projektima radi Institut za medicinske i biološke probleme Ruske akademije znanosti.
Kako uzgajati biljke u stranom tlu?
Svemirska hortikultura nije ograničena naeksperimenti u nultoj gravitaciji. Da bi kolonizirali druge planete, ljudi će morati razviti poljoprivredu na tlu koje se razlikuje od onog na Zemlji iu atmosferi koja ima drugačiji sastav. Godine 2014. biolog Michael Mautner uzgojio je šparoge i krumpir na tlu meteorita. Kako bi se dobilo tlo pogodno za uzgoj, meteorit je samljeven u prah.
Empirijski je to uspio dokazati na terenuizvanzemaljskog podrijetla mogu rasti bakterije, mikroskopske gljive i biljke. Većina asteroidnih materijala sadrži fosfate, nitrate, a ponekad i vodu.
- Mars
U slučaju Marsa, gdje ima puno pijeska i prašine,drobljenje stijene nije potrebno. No, pojavit će se još jedan problem - sastav tla. U Marsovom tlu postoje teški metali, čija je povećana količina u biljkama opasna za ljude. Znanstvenici iz Nizozemske simulirali su marsovsko tlo i na njemu su od 2013. uzgajali deset usjeva nekoliko biljnih vrsta.
Kao rezultat eksperimenta, znanstvenici su to otkrilisadržaj teških metala u grašku, rotkvici, raži i rajčicama uzgajanim na simuliranom marsovskom tlu nije opasan za ljude. Znanstvenici nastavljaju s istraživanjem krumpira i ostalih usjeva.
Istraživač Wager Wamelink pregledava biljke uzgajane u simuliranom marsovskom tlu. Foto: Joep Frissel / AFP / Getty Images
- Mjesec
U analognom lunarnom tlu znanstvenici su već uspjeliklijati pamuk, ali glavni problem je što nijedna biljka neće preživjeti promjene mjesečeve temperature. Primjerice, noću na satelitu temperatura zna pasti i do -170 stupnjeva.
Dakle, zahvaljujući kineskom aparatu "Chang'e-4",Po prvi put je bilo moguće uzgojiti biljku pod lunarnom gravitacijom: sjeme pamuka je proklijalo.Kineski znanstvenici su u sklopu eksperimenta koristili zapečaćenu posudu s posebnim hranjivim medijem. Osim sjemena pamuka, u njega je stavljeno sjeme krumpira, uljane repice i Talovog rizoma. Za pokus su korištene i ličinke voćne mušice te gljivice kvasci.
Kako će se biljke uzgajati u budućnosti?
- Hidroponika
Ovom metodom biljke rastu u vodi.Korijenje možete neprestano držati u vodi ili se koristiti tehnikom slijevanja i odljeva, a također možete koristiti i razne podloge koje sadrže pravu količinu tekućine.
- Aeroponika
U ovom slučaju, biljni korijeni nisu u vodi.ili supstrata dok je u zraku. U blizini su postavljeni raspršivači koji s vremena na vrijeme korijen obavijeju laganom maglicom od sitnih kapi hranjive otopine. Tako biljke dobivaju i prehranu i dovoljno kisika.
- Antroponika
Izvor vode i gnojiva za hidroponpostrojenja postaju otpad posade. Urin astronauta može postati osnova dušičnih gnojiva, takav su eksperiment na Zemlji već izveli talijanski znanstvenici.
Unatoč izgledima hidroponike, među znanstvenicimaPostoje i pristaše vrtlarstva na temelju tla s drugih planeta. U Nizozemskoj se takvi eksperimenti provode od 2013. godine. Biolozi sa Sveučilišta Wageningen uzgajaju povrće u umjetnom tlu koje je vrlo slično sastavu regolita s površine Marsa i Mjeseca.
“Marsovsko” tlo je napravljeno od vulkanskogpepela i pijeska s Havaja, a "mjesečev" iz pustinjskog pijeska u Arizoni. Kako bi se replicirala tekstura regolita, materijal se dodatno usitnjava u prašinu. Znanstvenici su već prikupili više od desetak usjeva, uključujući rajčice, grašak, rotkvice, raž, zeleni luk i druge biljke u svojoj košarici s hranom.
Druga hrabra ideja je promijeniti Marsovcaatmosfera pomoću cijanobakterija (plavo-zelene alge). Ti su mali organizmi sposobni za fotosintezu: vjeruje se da su upravo oni "udahnuli" značajan dio kisika koji je doprinio "kisikovoj revoluciji" na početku proterozoika. Godine 2018. međunarodni tim znanstvenika otkrio je da cijanobakterije mogu stvarati plin pri vrlo niskoj razini svjetlosti.
Nedavna postignuća
Dio sjemena je proklijao u laboratoriju na zemljirice, koji je posjetio Mjesec u sklopu misije Chang'e-5. Kineska automatska međuplanetarna postaja (AIS) Chang'e-5 postala je prva kineska svemirska letjelica koja je stigla do Mjeseca i vratila se na Zemlju. Misija je lansirana u studenom 2020., a povratna kapsula s uzorcima Mjesečevog tla isporučena je na Zemlju u prosincu.
Jedan od ciljeva misije bio je provođenjepokusi na selekciji poljoprivrednih usjeva u svemiru. Konkretno, na brodu "Chang'e-5" nalazilo se oko 40 grama rižinih sjemenki, koje su vraćene na Zemlju nakon lunarne misije.
Sjeme je preneseno u istraživanjeCentar Južnokineskog poljoprivrednog sveučilišta. A neka od tih sjemenki uspješno su nikla. Prema znanstvenicima, rezultati ovog eksperimenta pomoći će otkriti utjecaj svemirskih uvjeta na poljoprivredne strukture, kao i razviti sorte riže s jedinstvenim svojstvima.
Čitaj više:
Argentinsko ministarstvo zdravstva objavilo je podatke o nuspojavama među onima koji su primili Sputnik V
Ispostavilo se da je Platypus genetska mješavina sisavaca, ptica i gmazova
Pobačaj i znanost: što će se dogoditi s djecom koja će roditi