Uzay çiftçiliği nedir?
Uzay tarımı, ekimi ifade eder
Ay veya Mars gibi gök cisimlerinde çiftçilik yapmakbir uzay istasyonunda veya bir uzay kolonisinde çiftçilikle pek çok ortak noktası vardır.Ancak, gök cisminin büyüklüğüne bağlı olarak, ikincisinin doğasında bulunan mikro yerçekiminin karmaşıklığı olmayabilir.
Her ortam, uzay tarımı süreci için kaynakların mevcudiyetinde farklılıklar gösterecektir: bitki büyümesi için gerekli olan inorganik malzeme, toprak ortamı, güneşlenme, karbondioksit, azot ve oksijenin nispi mevcudiyeti vb.Uzay çiftçiliği.
Uzay çiftçiliğinde ne gibi sorunlar var?
- Mikro yerçekimi
Düşük dünya yörüngesinde ve potansiyeldekolonyal gezegenlerde yerçekimi alıştığımızdan daha az. Zayıf yerçekimi, organizmaların gelişiminin birçok özelliğini etkiler ve bitkiler de istisna değildir. Aynı mahsullerin Dünya'ya ve ISS'ye ekildiği deneylerde, yörüngedeki bazı türler tatlarını ve besin değerlerini fark edilir şekilde kaybetti. Örneğin, şalgam Brassica rapa'nın "uzay" embriyolarında çok daha az nişasta ve protein vardı (% 24 oranında).
- Isı transferinin bozulması
Bu sorun, kapalı alan yetersiz havalandırılırsa oluşur. Aynı zamanda bitkinin etrafında biriken uçucu organik maddeler büyümesini yavaşlatabilir.
- Radyasyon
Gözlemler sürekli radyasyonun olduğunu gösteriyorDNA hasarına ve mutasyonlara neden olabilir ve aynı zamanda gen ekspresyon düzeyini de etkileyebilir. Bütün bunlar göz önüne alındığında, Dünya'dan getirilen bitkilerin zaman içinde nasıl değişeceğini tahmin etmek imkansızdır.
- Toprak
Bitkilere hayat veren toprak toprağımızhem minerallerin hem de organiklerin eşit derecede önemli olduğu karmaşık bir sistem. Örneğin Mars'ta durum tamamen farklı. Kızıl Gezegenin yüzeyi regolit ile kaplıdır - kayalar rüzgar, sıcaklık dalgalanmaları ve göktaşı etkileriyle yok edildiğinde oluşan ince kum ve toz. Bu toz sadece cansız değildir, bitkiler için de tehlikelidir: perkloratlar da dahil olmak üzere toksik bileşikler içerir - perklorik asit tuzları.
Toprak nasıl değiştirilir?
Nisan 2014'te Dragon SpaceX kargo gemisiVeggie yeşil bitkisini Uluslararası Uzay İstasyonu'na teslim etti ve Mart ayında astronotlar yörünge plantasyonunu test etmeye başladı. Kurulum, ışık ve besin alımını kontrol eder. Ağustos 2015'te, astronotların menüsünde mikro yerçekiminde yetişen taze yeşillikler vardı.
Veggie ona hizmet ettiğinde, onu değiştirmeyi planlıyorlar.daha büyük bitki tam otomatik Gelişmiş Bitki Habitatı (APH) serasıdır. Nem, basınç, aydınlatma, sağlanan oksijen ve besinlerin hacmi dahil birçok parametreyi düzenlemek ve hatta tek tek yaprakların sıcaklığını ölçmek mümkün olacaktır.
Uluslararası Uzay'ın Rusya bölümündeistasyon "Bitkiler-2" deneyi için bir sera "Lada" işletmektedir. 2016'nın sonlarında veya 2017'nin başlarında, Lada-2 versiyonu gemide görünecek. Rusya Bilimler Akademisi Tıbbi ve Biyolojik Sorunlar Enstitüsü bu projeler üzerinde çalışıyor.
Yabancı toprakta bitki nasıl yetiştirilir?
Uzay bahçeciliği bunlarla sınırlı değildirsıfır yerçekiminde deneyler. Diğer gezegenleri kolonileştirmek için insanların Dünya'dakilerden farklı topraklarda ve farklı bileşime sahip bir atmosferde tarımı geliştirmesi gerekecek. Biyolog Michael Mautner, 2014 yılında göktaşı toprağında kuşkonmaz ve patates yetiştirdi. Ekime uygun toprak elde etmek için göktaşı toz haline getirildi.
Ampirik olarak, bunu sahada kanıtlayabildidünya dışı kökenli bakteriler, mikroskobik mantarlar ve bitkiler büyüyebilir. Asteroit materyallerinin çoğu fosfat, nitrat ve bazen su içerir.
- Mars
Çok fazla kum ve tozun olduğu Mars durumunda,Kayanın ezilmesi gerekli değildir. Ancak başka bir sorun ortaya çıkacak - toprağın bileşimi. Mars toprağında, bitkilerde artan miktarı insanlar için tehlikeli olan ağır metaller var. Hollandalı bilim adamları, Mars toprağını simüle ettiler ve 2013'ten beri üzerinde birkaç bitki türünden on ürün yetiştirdiler.
Deney sonucunda bilim adamları şunu keşfetti:Simüle edilmiş Mars topraklarında yetiştirilen bezelye, turp, çavdar ve domatesteki ağır metal içeriği insanlar için tehlikeli değildir. Bilim adamları patates ve diğer mahsulleri araştırmaya devam ediyor.
Araştırmacı Wager Wamelink, simüle edilmiş Mars topraklarında yetişen bitkileri inceliyor. Fotoğraf: Joep Frissel / AFP / Getty Images
- Ay
Ay toprağının bir analogunda, bilim adamları zaten başardılarpamuğu çimlendirebilir, ancak asıl sorun hiçbir bitkinin aydaki sıcaklık değişikliklerinden sağ çıkamamasıdır. Örneğin gece uyduda sıcaklık -170 dereceye kadar düşebiliyor.
Yani Çin aparatı “Chang'e-4” sayesinde,İlk defa, ayın yerçekimi altında bir bitki yetiştirmek mümkün oldu: pamuk tohumları filizlendi Deneyin bir parçası olarak Çinli bilim adamları, özel bir besin maddesi içeren kapalı bir kap kullandılar. İçine pamuk tohumlarının yanı sıra patates, kolza tohumu ve Tal'ın rizom tohumları da yerleştirildi. Deney için meyve sineği larvaları ve maya mantarları da kullanıldı.
Gelecekte bitkiler nasıl yetiştirilecek?
- Hidroponik
Bu yöntemle bitkiler suda büyür.Kökleri her zaman suda tutabilir veya gel-git tekniğini kullanabilir ve doğru miktarda sıvıyı tutmak için çeşitli alt tabakalar kullanabilirsiniz.
- Aeroponik
Bu durumda bitki kökleri suda değildir.veya havadayken substrat. Püskürtücüler yakınlarda kurulur, bu da zaman zaman kökleri minik besin çözeltisi damlalarından hafif bir pusla kaplar. Bitkiler bu şekilde hem besin hem de yeterli oksijen alır.
- Antroponik
Hidroponik için su ve gübre kaynağıkurulumlar ekip atığı haline gelir. Astronot idrarı, azotlu gübrelerin temeli olabilir, böyle bir deney zaten Dünya üzerinde İtalyan bilim adamları tarafından gerçekleştirildi.
Hidroponik umutlarına rağmen, bilim adamları arasındaDiğer gezegenlerden gelen topraklara dayalı bahçeciliğin destekçileri de var. Bu tür deneyler 2013'ten beri Hollanda'da yapılıyor. Wageningen Üniversitesi'nden biyologlar, Mars ve Ay yüzeyindeki regolitlerin bileşimine çok benzeyen yapay toprakta sebze yetiştiriyorlar.
“Mars” toprağı volkanik kayalardan oluşuyorHawaii'den gelen kül ve kum ve Arizona'daki çöl kumundan "ay". Regolitin dokusunu kopyalamak için malzeme ayrıca toz haline getiriliyor. Bilim insanları yiyecek sepetlerinde domates, bezelye, turp, çavdar, yeşil soğan ve diğer bitkiler de dahil olmak üzere bir düzineden fazla mahsul topladılar.
Bir başka cesur fikir de Marslıyı değiştirmektir.siyanobakteriler (mavi-yeşil algler) kullanarak atmosfer. Bu küçük organizmalar fotosentez yapabilirler: Proterozoik döneminin başlangıcında "oksijen devrimi" ne katkıda bulunan oksijenin önemli bir bölümünü "soluyanlar" olduklarına inanılıyor. 2018'de uluslararası bir bilim insanı ekibi, siyanobakterilerin çok düşük ışık seviyelerinde gaz üretebildiğini keşfetti.
Son başarılar
Tohumların bir kısmı toprak laboratuvarında filizlendiChang'e-5 misyonu kapsamında Ay'ı ziyaret eden Rice. Çin'in otomatik gezegenler arası istasyonu (AIS) Chang'e-5, Ay'a ulaşıp Dünya'ya dönen ilk Çin uzay aracı oldu. Görev Kasım 2020'de başlatıldı ve ay toprağı örneklerini içeren dönüş kapsülü Aralık ayında Dünya'ya teslim edildi.
Misyonun amaçlarından biri,uzayda tarımsal ürünlerin seçimi üzerine deneyler. Özellikle, "Chang'e-5" gemisinde, ay görevinden sonra Dünya'ya geri gönderilen yaklaşık 40 gram pirinç tohumu vardı.
Tohumlar araştırmaya aktarıldıGüney Çin Tarım Üniversitesi Merkezi. Ve bu tohumlardan bazıları başarıyla filizlendi. Bilim adamlarına göre, bu deneyin sonuçları, uzay koşullarının tarımsal yapılar üzerindeki etkisini ortaya çıkarmaya ve benzersiz özelliklere sahip pirinç çeşitlerinin geliştirilmesine yardımcı olacak.
Daha fazla oku:
Arjantin Sağlık Bakanlığı, Sputnik V alanların yan etkilerine ilişkin verileri açıkladı
Platypus, memelilerin, kuşların ve sürüngenlerin genetik bir karışımı olduğu ortaya çıktı
Kürtaj ve bilim: doğum yapacak çocuklara ne olacak