Hva er romoppdrett?
Romlandbruk refererer til dyrkingen
Oppdrett på himmellegemer som Månen ellerMars har mye til felles med oppdrett på en romstasjon eller romkoloni. Men, avhengig av størrelsen på himmellegemet, kan kompleksiteten til mikrogravitasjon som er iboende i sistnevnte, være fraværende.
Hvert miljø vil ha forskjeller i tilgjengelighetressurser for romjordbruksprosessen: uorganisk materiale som trengs for plantevekst, jordmiljø, isolasjon, relativ tilgjengelighet av karbondioksid, nitrogen og oksygen, og så videre. Space farming.
Hvor problemer er det for romfartsoppdrett?
- Mikrogravitasjon
I bane og potensial på lav jordpå koloniplaneter er tyngdekraften mindre enn vi er vant til. Svak tyngdekraft påvirker mange trekk ved utvikling av organismer, og planter er ikke noe unntak. I eksperimenter der de samme avlingene ble plantet på jorden og på ISS, mistet noen arter i bane merkbart sin smak og næringsverdi. For eksempel var det i "rom" -embryoene til nepe Brassica rapa mye mindre stivelse og protein (med 24%).
- Forstyrrelse av varmeoverføring
Dette problemet oppstår hvis lukket rom er lite ventilert. Samtidig akkumuleres flyktige organiske stoffer rundt planten, noe som kan redusere veksten.
- Stråling
Observasjoner viser at konstant strålingkan forårsake DNA-skader og mutasjoner, og påvirker også nivået av genuttrykk. Gitt alt dette er det umulig å forutsi hvordan planter hentet fra jorden vil endre seg over tid.
- Jorden
Vår jordiske jord, som gir planter liv, eret komplekst system der både mineraler og organiske stoffer er like viktige. På Mars er situasjonen for eksempel en helt annen. Overflaten til den røde planeten er dekket av regolitt - fin sand og støv som dannes når bergarter blir ødelagt av vind, temperatursvingninger og meteorittpåvirkninger. Dette støvet er ikke bare livløst, det er farlig for planter: det inneholder giftige forbindelser, inkludert perklorater - salter av perklorsyre.
Hvordan erstatte jord?
I april 2014, Dragon SpaceX lasteskipleverte den grønne Veggie-planten til den internasjonale romstasjonen, og i mars begynte astronauter å teste orbitalplantasjen. Installasjonen styrer inntaket av lys og næringsstoffer. I august 2015 inkluderte astronautenes meny friske urter dyrket i mikrogravity.
Når Veggie har servert henne, planlegger de å erstatte hennedet større anlegget er det fullautomatiske drivhus for Advanced Plant Habitat (APH). Det vil være i stand til å regulere mange parametere, inkludert fuktighet, trykk, belysning, volumet av tilført oksygen og næringsstoffer, og til og med måle temperaturen på de enkelte bladene.
I det russiske segmentet av International Spacestasjonen driver et drivhus "Lada" for eksperimentet "Plants-2". På slutten av 2016 eller tidlig i 2017 vil Lada-2-versjonen vises om bord. Institutt for medisinske og biologiske problemer ved det russiske vitenskapsakademiet jobber med disse prosjektene.
Hvordan dyrke planter i fremmed jord?
Romhagebruk er ikke begrenset tileksperimenter med null tyngdekraft. For å kolonisere andre planeter, vil mennesker måtte utvikle jordbruk på jord som er forskjellig fra jorda, og i en atmosfære som har en annen sammensetning. I 2014 dyrket biolog Michael Mautner asparges og poteter på meteorittjord. For å få jord egnet for dyrking ble meteoritten malt til pulver.
Av erfaring klarte han å bevise det på bakkenav utenomjordisk opprinnelse kan bakterier, mikroskopiske sopp og planter vokse. Mest asteroidemateriale inneholder fosfater, nitrater, og noen ganger vann.
- Mars
I tilfelle Mars, hvor det er mye sand og støv,knusing av fjellet er ikke nødvendig. Men et annet problem vil oppstå - jordens sammensetning. Det er tungmetaller i jorda på Mars, hvis økte mengde i planter er farlig for mennesker. Forskere fra Holland har etterlignet marsjord og har dyrket ti avlinger av flere plantearter på den siden 2013.
Som et resultat av eksperimentet fant forskerne ut detinnholdet av tungmetaller i erter, reddiker, rug og tomater dyrket på simulert marsjord er ikke farlig for mennesker. Forskere fortsetter å undersøke poteter og andre avlinger.
Forsker Wager Wamelink inspiserer planter dyrket i simulert marsjord. Foto: Joep Frissel / AFP / Getty Images
- Månen
I en analog av månejord har forskere allerede lyktesspirer bomull, men hovedproblemet er at ingen planter vil overleve månens temperaturendringer. For eksempel, om natten på satellitten kan temperaturen synke til -170 grader.
Så takket være det kinesiske apparatet "Chang'e-4",For første gang var det mulig å dyrke en plante under månens tyngdekraft: bomullsfrø spiret Som en del av eksperimentet brukte kinesiske forskere en forseglet beholder med et spesielt næringsmedium. I tillegg til bomullsfrø ble det plassert potet-, raps- og Tals rhizomfrø. Det ble også brukt fruktfluelarver og gjærsopp til forsøket.
Hvordan skal plantene dyrkes i fremtiden?
- Hydroponics
Med denne metoden vokser planter i vann.Du kan holde røttene i vann konstant eller bruke ebb- og flyteknikken, og også bruke en rekke underlag som holder riktig væske.
- Aeroponics
I dette tilfellet er ikke plantens røtter i vannet.eller underlaget mens du er i luften. Sprøyter installeres i nærheten, som fra tid til annen omslutter røttene med en lett tåke fra små dråper næringsoppløsning. Slik får plantene både ernæring og tilstrekkelig oksygen.
- Antroponikk
En kilde til vann og gjødsel for hydroponicinstallasjoner blir mannskapsavfall. Astronauturin kan bli grunnlaget for nitrogengjødsel, et slikt eksperiment har allerede blitt utført på jorden av italienske forskere.
Til tross for utsiktene til hydroponics, blant forskereDet er også tilhengere av hagearbeid basert på jord fra andre planeter. Slike eksperimenter har pågått i Nederland siden 2013. Biologer fra Wageningen University dyrker grønnsaker i kunstig jord som ligner på sammensetningen av regolitter fra overflaten til Mars og Månen.
"Mars" jord er laget av vulkanskaske og sand fra Hawaii, og "måne" fra ørkensand i Arizona. For å gjenskape regolittens tekstur blir materialet i tillegg knust til støv. Forskere har allerede samlet mer enn et dusin avlinger, inkludert tomater, erter, reddiker, rug, grønn løk og andre planter i matkurven.
En annen dristig idé er å endre marsatmosfære ved hjelp av cyanobakterier (blågrønne alger). Disse små organismer er i stand til fotosyntese: det antas at det var de som "pustet" en betydelig del av oksygenet som bidro til "oksygenrevolusjonen" i begynnelsen av proterozoikumet. I 2018 fant et internasjonalt team av forskere at cyanobakterier kan produsere gass ved svært lave lysnivåer.
Nylige prestasjoner
Noen av frøene spiret i jordlaboratorietris, som besøkte månen som en del av Chang'e-5-oppdraget. Den kinesiske automatiske interplanetære stasjonen (AIS) Chang'e-5 ble det første kinesiske romfartøyet som nådde månen og returnerte til jorden. Oppdraget ble lansert i november 2020, og returkapselen med månens jordprøver ble levert til jorden i desember.
Et av målene med oppdraget var å gjennomføreeksperimenter med valg av jordbruksavlinger i verdensrommet. Spesielt ombord "Chang'e-5" var det omtrent 40 gram risfrø, som ble returnert til jorden etter månemisjonen.
Frøene ble overført til forskningenCenter of South China Agricultural University. Og noen av disse frøene har spiret med hell. Ifølge forskere vil resultatene av dette eksperimentet bidra til å avdekke innflytelsen av romforhold på landbruksstrukturer, samt å utvikle risvarianter med unike egenskaper.
Les mer:
Helsedepartementet i Argentina avslørte data om bivirkninger hos de som fikk Sputnik V
Platypus viste seg å være en genetisk blanding av pattedyr, fugler og reptiler
Abort og vitenskap: hva vil skje med barna som skal føde