ناسا و رشد گیاهان در فضا

مقدمه

بیماری ناشناخته ملوانان در قرن هجدهم باعث خستگی، ضعف، تورم و خونریزی لثه‌ها، درد مفاصل و تغییر رنگ پوست می‌شد. در اواخر قرن هجدهم، پزشک اسکاتلندی، جیمز لیند، یکی از اولین آزمایشات بالینی را بر روی ملوانان مبتلا به این بیماری انجام داد. نام این بیماری اسکوربوت بود که بر اثر کمبود ویتأمین C در ملوانان ایجاد می‌شد. در طول سفرهای دریایی طولانی، ملوانان به دلیل کمبود میوه و سبزیجات تازه در رژیم غذایی خود در معرض خطر ابتلا به اسکوربوت قرار می‌گرفتند.

اما تنها ملوانان نیستند که باید به سفرهای طولانی بروند. امروزه فضانوردان به مأموریت‌های فضایی که ممکن تا چندین سال طول بکشد اعزام می‌شوند. از همین رو تأمین مواد غذایی باکیفیت و مناسب از چالش‌های پیش روی این صنعت است. از طرفی صرف چند قرص مولتی ویتأمین برای حفظ سلامت فضانوردان در مأموریت‌های فضایی کافی نیست. آن‌ها به محصولات سالم و تازه نیاز دارند.

علاوه بر این وجود گیاهان در ایستگاه‌های فضایی به دلایل زیبایی‌شناختی و علمی می‌تواند به فضانوردان کمک کند. ناسا با بررسی فضانوردان پیشگام خود به این نتیجه رسیده است که گل‌ها و باغ‌های تازه در ایستگاه فضایی بین‌المللی فضای زیبایی ایجاد می‌کنند که به فضانوردان اجازه می‌دهد تا در سفرهایشان قطعه کوچکی از زمین را با خود ببرند. گیاهان برای سلامت روانی ما در زمین و فضا مفید هستند. آن‌ها همچنین برای حفظ سلامت فضانوردان در مأموریت‌های طولانی مدت حیاتی خواهند بود.

وضعیت ایستگاه فضایی ناسا

در حال حاضر در ایستگاه فضایی، فضانوردان محموله‌های منظمی از طیف گسترده‌ای از وعده‌های غذایی خشک شده و از پیش بسته‌بندی شده دریافت می‌کنند تا نیازهای غذایی خود را پوشش دهند. مأموریت‌های تأمین مجدد باعث می‌شود این غذاها تازه نگه داشته شوند. هنگامی که خدمه به فضا سفر می‌کنند و ماه‌ها یا سال‌ها بدون محموله‌های تأمین مجدد در فضا حضور دارند، ویتأمین‌ها به شکل از پیش بسته‌بندی شده در طول زمان تجزیه می‌شوند که برای سلامت فضانوردان مشکل ایجاد می‌کند.

لذا ناسا به دنبال راه‌های تأمین مواد مغذی برای فضانوردان به شکلی پایدار است.راه‌حل این موضوع پرورش میوه‌ و سبزیجات تازه در فضا خواهد بود. راهکاری که علاوه بر دسترسی بهتر به مواد غذایی تازه، با حذف مأموریت‌های تأمین غذا، هزینه‌ها را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد. اما چالش این است که چگونه می‌توان این کار را در یک محیط بسته بدون نور خورشید یا گرانش زمین انجام داد.

Veggie، باغ فضایی ناسا

سیستم تولید سبزیجات، معروف به Veggie، یک باغ فضایی است که در ایستگاه فضایی قرار دارد. هدف Veggie کمک به ناسا برای مطالعه شرایط رشد گیاهان در ریزگرانش، در کنار تأمین سبزیجات تازه در رژیم غذایی فضانوردان و افزایش زیبایی بصری در ایستگاه فضایی است. باغ سبزیجات تقریباً به اندازه یک چمدان دستی است و معمولاً شش گیاه را در خود جای می‌دهد.

هر گیاه در یک محفظه دارای بستر رشد و مواد مغذی لازم رشد می‌کند. محفظه‌ها به توزیع آب، مواد مغذی و هوا و تعادل آن در اطراف ریشه‌ها کمک می‌کنند. دلیل وجود این محفظه‌ها این است که مایعات موجود در فضا تمایل به تشکیل حباب دارند و در صورتی که محفظه وجود نداشته باشد، ریشه‌ها در آب غرق می شوند.

در غیاب جاذبه، گیاهان از سایر عوامل محیطی مانند نور برای جهت‌دهی و هدایت رشد استفاده می‌کنند. مجموعه‌ای از دیودهای ساطع‌کننده نور (LED) در بالای گیاهان، طیفی از نور مناسب برای رشد گیاهان تولید می‌کند. از آن‌جایی که گیاهان نور سبز زیادی را منعکس می‌کنند و از طول‌موج‌های قرمز و آبی بیشتری استفاده می‌کنند، در محفظه Veggie معمولاً از نورهای به رنگ سرخابی استفاده می‌شود.

گیاه‌های پرورش داده شده در ایستگاه فضایی ناسا

تا به امروز، Veggie با موفقیت گیاهان مختلفی از جمله سه نوع کاهو، کلم چینی، خردل میزونا، کلم پیچ قرمز روسی و گل‌های زینیا را پرورش داده است. این گل‌ها به ویژه در میان فضانورد اسکات کلی، که دسته گلی را انتخاب کرد و از آن در حال شناور شدن در گنبد در پس زمینه زمین عکس گرفتند، بسیار محبوب بود.

برخی از گیاهان توسط اعضای خدمه برداشت و خورده شدند و نمونه‌های باقی‌مانده برای تجزیه و تحلیل به زمین بازگشتند. یکی از نگرانی‌ها رشد میکروب‌های مضر روی محصول بود. تاکنون هیچ آلودگی مضری شناسایی نشده است و غذا برای خدمه امن (و لذت بخش) بوده است.

تیم ناسا در مرکز فضایی کندی در نظر دارد در آینده محصولات بیشتری مانند گوجه فرنگی و فلفل بکارد. محصولاتی مانند انواع توت‌ها، برخی از لوبیاها و سایر غذاهای غنی از آنتی‌اکسیدان می‌توانند مزایای بیشتری برای محافظت در برابر تشعشعات فضایی برای فضانوردان داشته باشند.

جمع‌بندی

همانطور که در گذشته بیماری اسکوربوت سلامت ملوانان را به خطر انداخت، استفاده نکردن از مواد مغذی طبیعی و کافی ممکن است بر روی سلامت فضانوردان تأثیرگذار باشد. تأمین غذای تازه و با کیفیت برای فضانوردان از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. با این حال هزینه مأموریت‌های تأمین غذا برای فضانوردان حاضر در ایستگاه فضایی بسیار هزینه‌بر است. لذا انجام تحقیقات بر روی راهکارهای کشت محصولات مختلف در فضا از اهمیت زیادی برخوردار است.

ناسا سال‌هاست که بر روی روش‌ها و فناوری‌های نوین پرورش گیاه تحقیق می‌کند. این موضوع اهمیت تحقیق بر روی روش‌های نوین کشاورزی را بیش از پیش نشان می‌دهد.