رائد الفضاء سكوت كيلي وسط نظام الخضروات مع سلطة نمت على محطة الفضاء الدوليةمن أجل الشعور بالرضا ، لا يحتاج الشخص كثيرًا: نوم صحي وممارسة الرياضة البدنية والتغذية الجيدة واثنين من الأشياء الأخرى. التغذية هي أحد العوامل الحاسمة. ويصبح هذا العامل أكثر أهمية عندما يتعلق الأمر برفاهية شخص في المدار. عند الذهاب إلى المدار لعدة أشهر ، يجب أن يتلقى رواد الفضاء تغذية عالية الجودة مع محتوى متوازن من العناصر الغذائية ، بما في ذلك الفيتامينات. حسنًا ، أفضل طريقة للحصول على الفيتامينات هي تضمين الخضار والفواكه الطازجة في نظامك الغذائي.
الوضع مع الفاكهة ليس جيدًا جدًا (على الرغم من أنهم يحصلون من وقت لآخر على ISS) ، لكن رواد الفضاء يتلقون الآن الخضار بانتظام. بالإضافة إلى ذلك ، يقوم خبراء وكالة ناسا بتطوير برنامج لزراعة النباتات مباشرة على محطة الفضاء الدولية (تم تنفيذ جزء من البرنامج بالفعل) أو على متن سفينة فضائية تطير ، على سبيل المثال ، إلى المريخ. تستغرق الرحلة إلى الكوكب الأحمر عدة أشهر ، ولكن لن يكون من الممكن توصيل منتجات من الأرض إلى السفينة ، كما هو الحال بالنسبة لرواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية. لذلك ، توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أنه يجب أن نتعلم زراعة بعض المنتجات مباشرة على متن السفينة.
يقوم فريق من الباحثين من
مركز جون فيتزجيرالد كينيدي للفضاء (فلوريدا ، الولايات المتحدة الأمريكية) بتطوير برنامج "مزارع في الفضاء".
تجدر الإشارة إلى أن النظام الغذائي لرواد الفضاء يجب أن يشمل الخضروات الطازجة التي بدأت في التحدث فقط في 2014-2015. قبل ذلك ، كان الأشخاص في المدار يتلقون فقط المنتجات المجففة من التجميد الجاف ، والتي يجب تحضيرها بطريقة خاصة حتى يمكن تناولها. لا يشكو رواد الفضاء من الطعم ، ولكن يجب على المرء أن يعتقد أنه بالإضافة إلى هذا الطعام ، فإنهم يريدون شيئًا آخر. بالمناسبة ، تكلفة الطعام للمسافرين في الفضاء مرتفعة للغاية. بالنظر إلى التسليم إلى المدار ، فإن السعر يبلغ
حوالي 20000 دولار للكيلوغرام. إنها مكلفة للغاية ، لكنها لا تعمل بشكل مختلف. إذا قمت بزراعة بعض المنتجات بالفعل في الفضاء ، فيمكنك توفير القليل.
أظهرت التجارب الأولى نتيجة جيدة بالفعل: لقد تعلموا كيفية زراعة الخس على متن محطة الفضاء الدولية. كان ذوقه مقبولًا تمامًا. أصبح من الممكن زراعة النباتات في الفضاء بفضل نظام خاص طورته وكالة ناسا.
يسمى هذا النظام Veggie . تم تسليمه لأول مرة إلى محطة الفضاء الدولية في أبريل 2014. وفي أغسطس 2015 ، تم إدراج الخضروات الطازجة المزروعة في ظروف الجاذبية الصغرى في قائمة رواد الفضاء.
وهذا ليس النظام الوحيد لزراعة النباتات في محطة الفضاء الدولية. على سبيل المثال ، في الجزء الروسي من محطة الفضاء الدولية ، تعمل دفيئة لادا الفضائية ،
التي أنشأها متخصصون من معهد المشاكل الطبية الحيوية التابع للأكاديمية الروسية للعلوم.
بالإضافة إلى Veggie و Lada ، هناك تطورات أخرى. تعمل وكالة ناسا الآن بنشاط على تطوير مشروع
الموئل النباتي المتقدم (APH) ، الذي يقوم بإنشاء نظام آخر لزراعة النباتات في ظل ظروف الجاذبية الصغرى. خارجياً ، يشبه النظام ميكروويف أكبر عدة مرات. بداخلها مناخ محلي يمكن للخبراء السيطرة عليه. على وجه الخصوص ، من الممكن تغيير محتوى الأكسجين والعناصر الغذائية واستبدال بعض العناصر الغذائية بأخرى.
أظهر النظام الجديد نفسه جيدًا: تمكن العلماء بالفعل من زراعة نبات الأرابيدوبسيس ، وهو نوع قريب من الملفوف. يتم استخدام مجموعة من المصابيح كإضاءة. يتحكم جهاز كمبيوتر خاص في كل شيء ، نظرًا لأنه من الصعب جدًا على الشخص التحكم في جميع المؤشرات ، وإذا كنا نتحدث عن تشغيل مثل هذا النظام في المدار ، فإن رواد الفضاء ببساطة ليس لديهم الوقت لإيلاء اهتمام كبير لمزرعة الفضاء.
وفقا للمطورين ، APH هو "الأخ الأكبر لفيجي". يمكن لنظام الكمبيوتر الموصوف أعلاه ضبط المناخ المحلي تلقائيًا لزراعة أنواع مختلفة من النباتات. قريبا ، سيتم استبدال Veggie بهذا النظام ؛ ومن المقرر أن يتم تسليمها خلال الرحلات العديدة القادمة إلى محطة الفضاء الدولية. تتمثل إحدى مهام العلماء المشاركين في تطوير APH في زراعة بعض أنواع النباتات في المدار ، والحصول على بذورها ، وتسليمها إلى الأرض ، وزراعتها مرة أخرى ، والحصول على البذور ، وإرسال البذور إلى محطة الفضاء الدولية. في المحطة ، ستستقبل هذه البذور النباتات التي ستتم دراستها بعناية. وبالتالي ، يريد الخبراء فهم ما إذا كانت البذور والنباتات ستتحمل العبور بين محطة الفضاء الدولية والأرض مع الجاذبية المتغيرة باستمرار.
يتحدث أحد مديري مشروع APH عن مبدأ النظام (كما هو موضح في الصورة). المصدر: Daniel Oberhaus / Motherboardبالإضافة إلى APH ، يقوم المشاركون في المشروع بتطوير أنظمة أخرى حيث يتم اختبار بعض الشروط الخاصة بالمحطة الفضائية الدولية. أنشأ مركز كينيدي للفضاء عدة غرف يمكنك ، إلى جانب المعلمات الأخرى ، التحكم في الرطوبة أو مستوى ثاني أكسيد الكربون. تزرع النباتات أيضًا في هذه الغرف للتحقق من كيفية حدوث نموها وتطورها في ظروف مختلفة عن الظروف الأرضية (تبقى الجاذبية الأرضية فقط). يتم أيضًا دراسة النباتات التي تم زراعتها في محطة الفضاء الدولية ومن ثم تسليمها إلى الأرض. يوم الجمعة الماضي ، جمع رواد الفضاء في محطة الفضاء الدولية
محصولًا آخر . حتى الآن ، هذه التجارب ناجحة ، النباتات تشعر بالارتياح. رواد الفضاء ، بمفردهم ، يحصلون على كمية الخضار اللازمة للتغذية - في الوقت الحالي ، هذه مجرد سلطة وملفوف بكين.
لذلك يبدو أن الملفوف الصيني ينمو على الأرض ، مع تكرار ظروف محطة الفضاء الدوليةنقطة مثيرة للاهتمام: في المدار ، في الجاذبية الصغرى ، فإن إحساس الشخص بالطعم باهت. لذلك ، للحصول على المزيد من المتعة من الطعام ، يحتاج رواد الفضاء إلى الأطعمة التي تحتوي على نسبة أعلى من التوابل والملح والمكونات الأخرى أكثر من الأرض. هذا هو أحد أسباب زراعة الملفوف في بكين على محطة الفضاء الدولية. لديها طعم أكثر وضوحا وأكثر وضوحا من نفس السلطة. بالإضافة إلى ذلك ، ينمو بسرعة ، وكمية العناصر الغذائية فيه أعلى من بعض الخضروات الأخرى.
تدرس وكالة ناسا أيضًا الجوانب طويلة المدى لزراعة النباتات في الفضاء. يتم ذلك عن طريق فريق منفصل من المتخصصين بقيادة رالف فريتش. ووفقًا له ، فإن Veggie هي أول تجربة في سلسلة من المشاريع المماثلة. APH عبارة عن منصة بحث. يجب على العلماء فهم ما سيحدث في الفضاء مع النباتات التي لديها سلسلة طويلة من "الأسلاف" الذين لا يعرفون أي ظروف أخرى غير الفضاء. لسوء الحظ ، لا يستطيع العلماء إعادة إنتاج الجاذبية الصغرى في مختبراتهم ، ولكن يمكن إعادة إنتاج جميع المعلمات الأخرى لمناخ ISS المحلي دون مشاكل.
أما بالنسبة للجاذبية الصغرى ، فمن المهم للغاية التحقق من نمو وتطور النباتات في مثل هذه الظروف ، حيث تختلف هذه الظروف بشكل كبير عن تلك الأرضية. على سبيل المثال ، في الجاذبية الصغرى ، لا يتصرف الماء على الإطلاق كما يفعل على الأرض. على الكوكب ، تتسرب الرطوبة إلى التربة ، حيث تمتصها جذور النباتات. ولكن في الفضاء لا يمكنك سقي نفس السلطة بالطريقة المعتادة. سيتجمع الماء ببساطة في كرة وسيطفو في الهواء. هناك مشاكل في توصيل الأكسجين إلى أنسجة النبات. تتم معالجة هذه المشكلات تدريجيًا ، وقد نفذت وكالة ناسا بالفعل عددًا من الأنظمة التي تساعد على نمذجة سمات الجاذبية الصغرى على الأرض.
من بين الحلول الأصلية الأخرى ، اقترح مهندسو وكالة ناسا استخدام ركيزة نايلون خاصة تم إنشاؤها باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد. يلعب دور التربة. الركيزة على شكل مكعب. تقع البذور في الجزء العلوي من المكعب ، ويخترق الماء المسام ويحتفظ به في الركيزة. النايلون هو مركب مائي ، بحيث لا تخرج جزيئات الماء ، "تلتصق" بجزيئات النايلون ، إلى الخارج ، حيث تصل الرطوبة إلى حيث هناك حاجة إليها. جذور النباتات ، تخترق المكعب ، تتفرع وتتلقى الرطوبة بالكمية اللازمة للنبات. يخطط العلماء لاختبار سلوك نظامهم في الجاذبية الصغرى أثناء العمليات الخاصة. طائرة ناسا. إذا نجحت التجربة ، ستذهب مزرعة النايلون إلى ISS لمزيد من التجارب. يساعد علماء من جامعة يوتا مهندسي وكالة ناسا في هذا المشروع.
النظام نفسه ، وفقًا لفريتش ، مناسب لزراعة النباتات على سطح المريخ. سيكون من الأسهل زراعتها من محطة الفضاء الدولية ، حيث توجد جاذبية على الكوكب الأحمر. تتصرف المياه والغازات بنفس الطريقة التي تسلكها على الأرض.
الآن المهمة الرئيسية للمتخصصين هي تحقيق أقصى زيادة في كتلة النباتات لكل وحدة زمنية ، بأقل تكلفة للموارد مثل الماء والمغذيات. في المستقبل ، ناسا واثقة ، سيتم توسيع الأنظمة من نوع APH إلى المحطات المدارية والكواكب الأخرى. مستعمرو المريخ ، على سبيل المثال ، بمساعدة مزارع مثل APH ، سيكونون قادرين على إحضار الخضروات الضرورية إلى مائدتهم. يمكن لركيزة المصانع ، وفقًا لفريتش ، أن تكرر التطور الحالي - وسيكون للمستعمرين طابعات ثلاثية الأبعاد.
صحيح ، هناك آراء أخرى. لذلك ، قام علماء من هولندا منذ عام 2013 بإجراء تجربة على زراعة النباتات على التربة ، والتي يعتقدون أنها مشابهة في الهيكل والتكوين لتربة المريخ. في هذه البيئة ، تم بالفعل زراعة أكثر من عشرة محاصيل من أنواع نباتية مختلفة.
كما اتضح ، فإن محتوى المعادن الثقيلة في أنسجة النباتات المزروعة ليس خطيرًا على البشر.
بشكل عام ، أصبح موضوع مزارع الفضاء وثيق الصلة الآن ، حيث يخطط الناس للسفر ليس فقط إلى المريخ ، ولكن أيضًا إلى القمر. هناك أيضًا تربة هنا ، وإذا قام نفس الصينيين أو الهنود بتعدين الهليوم -3 ، فسيتعين عليهم بناء مستوطنات طويلة المدى على القمر الصناعي للأرض. سيحتاج سكان هذه المستوطنات أيضًا إلى خضار طازجة للمائدة.