Запуск ракети NASA Artemis I є великим кроком вперед у тому, щоб люди занурювалися глибше та проводили в космосі довше, ніж будь-коли раніше. Майбутні місії Artemis планують доставити екіпаж на Місяць і, зрештою, на Марс, що, ймовірно, триватиме три роки в обидві сторони. Але що будуть їсти космонавти? Є дуже багато протеїнових батончиків і вітамінів, які можна терпіти й виживати протягом багатьох років. Рослини є основою життя на Землі з їх дивовижною здатністю перетворювати світло, воду та вуглекислий газ (CO₂) на їжу, а також є логічним рішенням для підтримки людей у космосі.
Виклики космічного саду
Астронавти вже їли космічну редьку, перець чилі та салат, вирощені на Міжнародній космічній станції, а свіжі овочі, вирощені в умовах мікрогравітації, можуть підтримати здоров’я та благополуччя. Але існує ряд проблем, щоб виростити квітучий космічний сад. Космічні середовища багаті CO₂, у них відсутні ґрунтові мікроби, змінена сила тяжіння, вони піддаються потенційно шкідливому сонячному випромінюванню та потребують використання переробленої води з високим вмістом солі. Щоб рослини процвітали в космосі та пропонували повний спектр поживних речовин для здоров’я людини, їх потрібно змінити.
Після кількох місяців ліофілізованої або розфасованої космічної їжі уявіть, що ви йдете у свій космічний сад, збираєте стиглий соковитий помідор і гострий перець чилі, щоб додати їх до тако. Додавання свіжих продуктів було хорошим способом покращити самопочуття астронавтів, забезпечити необхідні вітаміни та мінерали, а також додати різноманітності та смаку, особливо тому, що середовище з низькою гравітацією впливає на наш смак і запах.Перець чилі успішно вирощують на МКС, і астронавти споживали деякі з них у тако. Авторство зображення: NASA Johnson, CC BY-NC-ND
Відновлюване джерело свіжої їжі має важливе значення для майбутніх довгострокових космічних місій, щоб астронавти не відчували «втоми від їжі», недоїдання та втрати ваги.
Космічні рослини в цей час вирощують в закритих ящиках з низькоенергетичними світлодіодними лампами, пористим глинистим «ґрунтом» з водою, поживними речовинами та киснем, що надходять до коренів; високотехнологічні датчики та камери контролюють стан рослин. Рослини не еволюціонували, щоб рости в коробці та використовувати енергію та ресурси, готові до змін освітленості, температури та хвороб, що обмежує повний потенціал росту.
Таким чином, є чудова можливість адаптувати генетику рослин для отримання що швидко зростає продовольчих культур, таких як помідори, морква, шпинат і полуниця, розроблених для досягнення максимального потенціалу в закритих, контрольованих середовищах.
Стале майбутнє космічного заводу
Майбутні системи вирощування рослин у космосі повинні бути повністю стійкими. Це означає працювати разом з усіма іншими системами на космічній станції або місячно-марсіанській базі, переробляючи воду та поживні речовини. Астронавти також успішно вирощували редис на МКС, надаючи додаткові дані про експерименти з космічного садівництва.
Усі частини рослин потрібно буде використовувати для їжі, компосту або перетворення на корисні продукти, такі як паливо та пластик. Життєдіяльність людини, включаючи сечу, є джерелом поживних речовин для рослин, але вони також повинні бути в змозі впоратися з цим солоним запасом води. Однак є одна рослина, яка може особливо підійти для цього завдання.
Ряска може бути недоступною у вашому місцевому супермаркеті, але ця дуже швидко зростаюча рослина може бути в усіх космічних садах завдяки її здатності процвітати у переробленій воді та бути безвідходним, коли рослина з’їдається цілком.
Ряска подвоює свою вагу всього за два дні, її збирають постійно, вона містить багато білка, поживних речовин, антиоксидантів і вітамінів. Не вистачає лише кількох основних елементів (таких як вітамін B12/D), які могли б зробити його надійним основним джерелом для повноцінного харчування людини.
Останні технічні досягнення в області редагування геному, регуляції генів і методів аналізу поживних речовин можна використовувати для адаптації ряски та інших рослин для оптимального росту, мінімальних відходів і повноцінного харчування. Нові рослини, розроблені таким чином, можуть містити білки, ідеально збалансовані для травлення та використання людиною, здорові рослинні олії для підвищення енергії та розчинну клітковину для покращення здоров’я кишківника та серцево-судинної системи.Ряска, що швидко росте водна рослина, може стати наступним космічним «суперпродуктом». Авторство: Onushi/Shutterstock
Прагнення досліджувати космос принесло нам тисячі інновацій, які ми використовуємо в повсякденному житті. Ми можемо очікувати, що винаходи, які ми придумали для підтримки людей, які процвітають у космосі, забезпечать численні та важливі переваги для сталого розвитку Землі, особливо щодо постачання на вимогу харчування та біоматеріалів. Експерти з усього світу працюють разом над досягненням цих подвійних цілей, зокрема біологи рослин, інженери, харчові хіміки, психологи, сенсорні експерти, дієтологи, етики та юридичні експерти.
На горизонті відкривається новий рубіж людських досягнень — незабаром люди не лише здивовано дивитимуться на нічне небо, але й подорожуватимуть у місця за межами нашої власної атмосфери, роблячи таким чином насіння нового способу життя. Земля і не тільки. Джерело