Vad är rymdjordbruk?
Rymdjordbruk avser odlingen
Jordbruk på himlakroppar som Månen ellerMars har mycket gemensamt med jordbruk på en rymdstation eller rymdkoloni. Men beroende på himlakroppens storlek kan komplexiteten hos mikrogravitationen som är inneboende i den senare vara frånvarande.
Varje miljö kommer att ha skillnader i tillgänglighetresurser för rymdjordbruksprocessen: oorganiskt material som behövs för växttillväxt, markmiljö, solinsläpp, relativ tillgänglighet av koldioxid, kväve och syre, och så vidare. Rymdodling.
Hur finns det för rymdjordbruk?
- Mikrogravitation
I låg jordbana och potentialpå koloniala planeter är tyngdkraften mindre än vi är vana vid. Svag tyngdkraft påverkar många funktioner i utvecklingen av organismer, och växter är inget undantag. I experiment där samma grödor planterades på jorden och på ISS förlorade vissa arter i omlopp märkbart i smak och näringsvärde. Till exempel, i "rymd" embryon av rovan Brassica rapa fanns det mycket mindre stärkelse och protein (med 24%).
- Störning av värmeöverföringen
Det här problemet uppstår om det slutna utrymmet är dåligt ventilerat. Samtidigt ackumuleras flyktiga organiska ämnen runt växten, vilket kan sakta ner tillväxten.
- Strålning
Observationer visar att konstant strålningkan orsaka DNA-skador och mutationer, och påverkar även nivån av genuttryck. Med tanke på allt detta är det omöjligt att förutsäga hur växter som hämtas från jorden kommer att förändras över tiden.
- Jorden
Vår jordiska jord, som ger växter liv, ärett komplext system där både mineraler och organiska ämnen är lika viktiga. På Mars är situationen till exempel helt annorlunda. Ytan på den röda planeten är täckt av regolit - fin sand och damm som bildas när stenar förstörs av vind, temperaturvariationer och meteoritpåverkan. Detta damm är inte bara livlöst, det är farligt för växter: det innehåller giftiga föreningar, inklusive perklorater - salter av perklorsyra.
Hur byter jag jord?
I april 2014, Dragon SpaceX-lastfartygetlevererade Veggie gröna växten till den internationella rymdstationen, och i mars började astronauter testa orbitalplantagen. Installationen styr ljusintag och näringsintag. I augusti 2015 innehöll astronautmenyn färska gröna odlade i mikrogravitation.
När Veggie har tjänat henne planerar de att ersätta henneden större anläggningen är det helautomatiska växthuset Advanced Plant Habitat (APH). Det kommer att kunna reglera många parametrar, inklusive fuktighet, tryck, belysning, volymen tillfört syre och näringsämnen, och till och med mäta temperaturen på enskilda löv.
I det ryska segmentet av International Spacestationen driver ett växthus "Lada" för experimentet "Plants-2". I slutet av 2016 eller början av 2017 kommer Lada-2-versionen att visas ombord. Institutet för medicinska och biologiska problem vid den ryska vetenskapsakademin arbetar med dessa projekt.
Hur odlar jag växter i främmande mark?
Rymdträdgårdsodling är inte begränsad tillexperiment med noll gravitation. För att kolonisera andra planeter måste människor utveckla jordbruk på mark som skiljer sig från den på jorden, och i en atmosfär som har en annan sammansättning. 2014 odlade biologen Michael Mautner sparris och potatis på meteoritjord. För att få jord lämplig för odling maldes meteoriten till pulver.
Av erfarenhet kunde han bevisa det på markenav utomjordiskt ursprung kan bakterier, mikroskopiska svampar och växter växa. De flesta asteroidmaterial innehåller fosfater, nitrater och ibland vatten.
- Mars
När det gäller Mars, där det finns mycket sand och damm,krossning av berget krävs inte. Men ett annat problem kommer att uppstå - jordens sammansättning. Det finns tungmetaller i Mars jord, vars ökade mängd i växter är farlig för människor. Forskare från Holland har simulerat marsjord och har odlat tio grödor av flera växtarter på den sedan 2013.
Som ett resultat av experimentet fick forskare reda på detinnehållet av tungmetaller i ärtor, rädisor, råg och tomater som odlas på simulerad marsj är inte farligt för människor. Forskare fortsätter att undersöka potatis och andra grödor.
Forskare Wager Wamelink inspekterar växter som odlas i simulerad marsjord. Foto: Joep Frissel / AFP / Getty Images
- Månen
I en analog av månens jord har forskare redan lyckatsgror bomull, men huvudproblemet är att ingen växt kommer att överleva månens temperaturförändringar. Till exempel på natten på satelliten kan temperaturen sjunka till -170 grader.
Så, tack vare den kinesiska apparaten "Chang'e-4",För första gången var det möjligt att odla en växt under månens gravitation: bomullsfrön grodde Som en del av experimentet använde kinesiska forskare en förseglad behållare med ett speciellt näringsmedium. Förutom bomullsfrö placerades potatis, raps och Tals rhizomfrön i den. Även fruktflugelarver och jästsvampar användes för experimentet.
Hur ska växterna odlas i framtiden?
- Hydroponics
Med denna metod växer växter i vatten.Du kan hålla rötterna i vatten hela tiden eller använda ebb- och flödestekniken, och också använda en mängd olika substrat som rymmer rätt mängd vätska.
- Aeroponics
I det här fallet finns inte växtrötterna i vattnet.eller underlag i luften. Sprutor installeras i närheten, som då och då omsluter rötterna med en lätt dis från små droppar näringslösning. Så här får växterna både näring och tillräckligt med syre.
- Antroponik
En vattenkälla och gödselmedel för hydroponicanläggningar blir besättningsavfall. Astronauturin kan bli grunden för kvävegödselmedel, ett sådant experiment har redan utförts på jorden av italienska forskare.
Trots utsikterna för hydroponics, bland forskareDet finns också anhängare av trädgårdsarbete baserat på jord från andra planeter. Sådana experiment har pågått i Nederländerna sedan 2013. Biologer från Wageningen University odlar grönsaker i konstgjord jord som nära liknar sammansättningen av regoliter från Mars och Månens yta.
"Mars" jord är gjord av vulkaniskaska och sand från Hawaii, och "mån" från ökensand i Arizona. För att replikera regolitens struktur krossas materialet dessutom till damm. Forskare har redan samlat mer än ett dussin skördar, inklusive tomater, ärtor, rädisor, råg, salladslök och andra växter i sin matkorg.
En annan djärv idé är att ändra Martianatmosfär med cyanobakterier (blågröna alger). Dessa små organismer kan fotosyntes: man tror att det var de som "andades" en betydande del av syret som bidrog till "syrerevolutionen" i början av proterozoikumet. År 2018 fann ett internationellt forskargrupp att cyanobakterier kan producera gas vid mycket låga ljusnivåer.
Senaste prestationer
En del av fröna spirade i marklaboratorietris, som besökte månen som en del av Chang'e-5-uppdraget. Den kinesiska automatiska interplanetära stationen (AIS) Chang'e-5 blev den första kinesiska rymdfarkosten att nå månen och återvända till jorden. Uppdraget lanserades i november 2020, och returkapseln med månens jordprov levererades till jorden i december.
Ett av målen med uppdraget var att genomföraexperiment med urval av jordbruksgrödor i rymden. Speciellt ombord "Chang'e-5" fanns det cirka 40 gram risfrön, som återfördes till jorden efter månuppdraget.
Fröna överfördes till forskningenCenter of South China Agricultural University. Och några av dessa frön har grodd framgångsrikt. Enligt forskare hjälper resultaten av detta experiment att avslöja påverkan av rymdförhållanden på jordbruksstrukturer, samt att utveckla risvarianter med unika egenskaper.
Läs mer:
Det argentinska hälsoministeriet avslöjade uppgifter om biverkningar bland dem som fick Sputnik V
Platypus visade sig vara en genetisk blandning av däggdjur, fåglar och reptiler
Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda