Kosmiczne rolnictwo: Sałata na Marsie i rewolucja dla rolników na Ziemi?

NASA testuje systemy uprawy warzyw w warunkach zerowej grawitacji. Nowe technologie nie tylko zapewnią świeże pożywienie astronautom, ale mogą zmienić przyszłość rolnictwa na Ziemi. Jak działa kosmiczny ogród Veggi i co oznacza dla rolników?

autor: Zuzanna Ćwiklińska, Tygodnik Poradnik Rolniczy

Uprawa świeżych roślin w kosmosie to od lat marzenie naukowców. NASA prowadzi zaawansowane badania, które mają zrewolucjonizować rolnictwo – nie tylko kosmiczne, ale także to na ziemi. Jakie systemy opracowano? Dzięki najnowocześniejszym technologiom kosmos może niedługo stać się nieco bardziej zielony. Obecne projekty badawcze nie tylko zwiększają dostępność świeżych owoców i warzyw dla astronautów, ale również przyczyniają się do udoskonalenia uprawy owoców i warzyw na Ziemi.

Pionierka kosmicznego rolnictwa chce uprawiać sałatę na Marsie

Za pionierkę rolnictwa kosmicznego jest w tej chwili uważana dr Gioia Massa, naukowiec w NASA. Główne obszary jej badań to nauka o roślinach, nauka o kosmosie i rolnictwo w kontrolowanych warunkach. Oprócz ostatnich osiągnięć w uprawie warzyw, dzięki systemowi „Veggi” na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ISS, Massa i jej zespół badawczy niedawno uzyskali wyniki, które przybliżają ludzkość o krok do uprawy sałaty na powierzchni Marsa. Wyniki prac nad tzw. „zaawansowanym siedliskiem roślinnym” (APH) stanowią również cenne osiągnięcia, jeżeli chodzi o uprawę warzyw na Ziemi.

Jakie są postępy nad uprawą roślin w kosmosie?

Massa opracował dla NASA system produkcji warzyw, w uproszczeniu nazywany „Veggi”, porównywalny z małym ogrodem na stacji kosmicznej. Głównym celem badań nad tym systemem jest zbadanie wzrostu roślin w warunkach zerowej grawitacji. Powstałe owoce i warzywa stanowią również pożywienie dla astronautów i dostarczają załodze naturalnej witaminy C.

Jak działa system Veggi?

System Veggi obejmuje komorę przypominającą walizkę, która pomieści do sześciu roślin umieszczonych na specjalnych „poduszkach” wykonanych z glinianego podłoża uprawowego i nawozu. Jak podaje NASA, poduszki zaprojektowano tak, aby optymalnie rozprowadzały wodę, powietrze i minerały, nie powodując tworzenia się pęcherzyków powietrza wokół korzeni. Powstawanie pęcherzyków powietrza to częsty problem występujący podczas podlewania roślin w warunkach zerowej grawitacji. jeżeli pęcherzyki powietrza znajdują się blisko korzeni roślin, istnieje ryzyko, iż rośliny uduszą się lub wyschną. System Veggi ma pozwolić na zminimalizowanie tego zagrożenia.

Jakie rośliny będą uprawiane w kosmosie?

NASA zaznacza, iż do wzrostu roślin w kosmosie niezbędne jest odpowiednie oświetlenie i adekwatne jego ukierunkowanie. Lampy LED o zoptymalizowanym spektrum kolorów zostały już przetestowane i uznane za skuteczne w „uprawie” sałaty, kapusty pekińskiej, gorczycy, jarmużu i kwiatów ozdobnych. W przyszłości uprawiane będą także pomidory, papryka i produkty bogate w przeciwutleniacze, takie jak jagody. Jagody o wysokiej zawartości przeciwutleniaczy są szczególnie cenne w kosmosie, ponieważ zwiększają odporność ludzkiego ciała na promieniowanie słoneczne.

Czym jest APH?

Kolejny etap rozwoju systemu Veggi to APH, czyli zaawansowane siedlisko roślin. Jest ono stosowane na stacjach kosmicznych i opiera się na systemie zamkniętym. Łącznie 180 wbudowanych czujników steruje automatycznym systemem odżywiania i nawadniania roślin. Jednocześnie system regularnie wysyła informacje do zespołu NASA w Centrum Kosmicznym im. Kennedy’ego w Houston w Teksasie, USA.

W 2018 roku przeprowadzono pierwsze testy APH na Arabidopsis thaliana (roślinie modelowej) i pszenicy karłowej. Celem aktualnych badań prowadzonych pod kierunkiem dr. Celem Normana Lewisa jest zbadanie wpływu nieważkości na ligniny – „kości” budulcowe roślin. Ponieważ astronauci w kosmosie cierpią na zanik mięśni i kości, może to mieć również wpływ na powstawanie ligniny w roślinach. Prowadzone są również badania nad tym, czy rośliny modyfikowane genetycznie, zawierające mniej ligniny, lepiej radzą sobie w kosmosie i czy w związku z tym są korzystniejsze dla człowieka pod względem odżywiania i kompostowania.

Jak kosmiczne rolnictwo wpływa na rolnictwo na Ziemi?

Systemy takie jak Veggi czy APH mogą również przynieść korzyści regionom silnie zurbanizowanym czy uprzemysłowionym, gdyż pozwalają testować wzrost roślin w trudnych warunkach. Cel generowania wysokich plonów na małej przestrzeni stanowi również punkt wyjścia, który oferuje potencjał choćby w czasach szybkiego wzrostu populacji na świecie. Oprócz podniesienia poziomu samowystarczalności na ISS, wyniki badań będą również stanowić podstawę dla rolnictwa na innych planetach. NASA uważa, iż na obecnym etapie życie w kosmosie nie wydaje się już nieosiągalne.