Verduras para astronautas: cómo cultivar hierbas frescas en laboratorios de la NASA

El astronauta Scott Kelly en el fondo del sistema Veggie con ensalada cultivada en la EEI.

Una persona no necesita tanto para sentirse bien: sueño saludable, ejercicios físicos, buena nutrición y un par de otras cosas. La nutrición es uno de los factores críticos. Y este factor se vuelve aún más importante cuando se trata del bienestar de una persona en órbita. Al entrar en órbita durante varios meses, los astronautas deben recibir una nutrición de alta calidad con un contenido equilibrado de nutrientes, incluidas las vitaminas. Bueno, la mejor manera de obtener vitaminas es incluir verduras y frutas frescas en su dieta.

La situación con las frutas no es muy buena (aunque de vez en cuando entran en la EEI), pero los astronautas ahora reciben verduras regularmente. Además, los expertos de la NASA están desarrollando un programa para cultivar plantas directamente en la EEI (parte del programa ya se ha implementado) o a bordo de una nave espacial que vuela, por ejemplo, a Marte. El viaje al Planeta Rojo tomará varios meses, pero no será posible entregar productos desde la Tierra a la nave, como se hace para los astronautas a bordo de la ISS. Por lo tanto, los científicos llegaron a la conclusión de que deberíamos aprender a cultivar algunos de los productos directamente en el barco.

El programa "granjas en el espacio" está siendo desarrollado por un equipo de investigadores del Centro Espacial John Fitzgerald Kennedy (Florida, EE. UU.).

Vale la pena señalar que la dieta de los astronautas debe incluir vegetales frescos que solo comenzaron a hablar en 2014-2015. Antes de esto, las personas en órbita solo recibían productos deshidratados de congelación en seco, que deben prepararse de una manera especial para poder comerlos. Los astronautas no se quejan del sabor, pero uno debe pensar que, además de esa comida, quieren algo más. Por cierto, el costo de los alimentos para los viajeros espaciales es muy alto. Dada la entrega en órbita, el precio es de aproximadamente $ 20,000por kg Es extremadamente costoso, pero no funciona de manera diferente. Si cultiva algunos de los productos que ya están en el espacio, puede ahorrar un poco.

Los primeros experimentos ya han mostrado un buen resultado: aprendieron a cultivar lechuga a bordo de la EEI. Su gusto era bastante aceptable. El cultivo de plantas en el espacio fue posible gracias a un sistema especial desarrollado por la NASA. Este sistema se llama Veggie . Se entregó por primera vez a la EEI en abril de 2014. Y ya en agosto de 2015, las verduras frescas cultivadas en condiciones de microgravedad se incluyeron en el menú de astronautas.


Y este no es el único sistema para cultivar plantas en la EEI. Por ejemplo, en el segmento ruso de la Estación Espacial Internacional, funciona el invernadero espacial Lada, creado por especialistas del Instituto de Problemas Biomédicos de la Academia de Ciencias de Rusia.

Además de Veggie y Lada, hay otros desarrollos. La NASA ahora está desarrollando activamente el proyecto Advanced Plant Habitat (APH), que está creando otro sistema para cultivar plantas en condiciones de microgravedad. Externamente, el sistema es similar a un microondas varias veces más grande. En su interior hay un microclima que los expertos pueden controlar. En particular, es posible cambiar el contenido de oxígeno, nutrientes, reemplazar algunos nutrientes con otros.

El nuevo sistema se mostró bien: los científicos ya han logrado cultivar Arabidopsis, una especie cercana al repollo. Se utiliza un conjunto de LED como iluminación. Una computadora especial maneja todo, ya que es bastante difícil para una persona controlar todos los indicadores, y si estamos hablando de la operación de dicho sistema en órbita, entonces los astronautas simplemente no tienen tiempo para prestar mucha atención a la granja espacial.

De acuerdo con los desarrolladores, APH es el "Gran Hermano" de Veggie. El sistema informático descrito anteriormente puede ajustar automáticamente el microclima para el cultivo de varios tipos de plantas. Pronto, Veggie será reemplazado por este sistema; está previsto que se entregue durante los próximos vuelos a la ISS. Una de las tareas de los científicos involucrados en el desarrollo de APH es cultivar algunas especies de plantas en órbita, obtener sus semillas, entregarlas a la Tierra, cultivarlas nuevamente, obtener semillas, enviar semillas a la ISS. En la estación, estas semillas recibirán nuevamente plantas que serán cuidadosamente estudiadas. Por lo tanto, los expertos quieren entender si las semillas y las plantas resistirán el tránsito entre la EEI y la Tierra con un cambio constante de gravedad.


Uno de los gerentes de proyecto de APH habla sobre el principio del sistema (también se muestra en la imagen). Fuente: Daniel Oberhaus / Motherboard

Además de APH, los participantes del proyecto están desarrollando otros sistemas donde se prueban algunas condiciones específicas de la ISS. El Centro Espacial Kennedy ha creado varias salas en las que, junto con otros parámetros, puede controlar la humedad o el nivel de dióxido de carbono. Las plantas también se cultivan en estas habitaciones para verificar cómo ocurre su crecimiento y desarrollo en condiciones diferentes a las terrestres (solo la gravedad permanece terrestre). Aquí también se estudian las plantas que se cultivaron en la EEI y luego se entregaron a la Tierra. El viernes pasado, los astronautas de la EEI cosecharon otra cosecha. Hasta ahora, estos experimentos son exitosos, las plantas se sienten bien. Los astronautas, por sí solos, obtienen la cantidad de verduras necesarias para la nutrición; por ahora, esto es solo ensalada y col de Beijing.


Así es como se ve la col de Beijing cultivada en la Tierra con la repetición de la EEI.

Un punto interesante: en órbita, bajo microgravedad, el sentido del gusto de una persona se ve opaco. Por lo tanto, para obtener más placer de la comida, los astronautas necesitan alimentos con un mayor contenido de especias, sal y otros componentes que en la Tierra. Esta es una de las razones por las cuales la col de Beijing se cultiva en la EEI. Tiene un sabor más agudo y más pronunciado que el de la misma ensalada. Además, está creciendo rápidamente y la cantidad de nutrientes que contiene es mayor que en otras verduras.

La NASA también está estudiando los aspectos a largo plazo del cultivo de plantas en el espacio. Esto lo hace un equipo separado de especialistas dirigido por Ralph Fritsche. Según él, Veggie es solo el primer experimento en una serie de proyectos similares. APH es una plataforma de investigación. Los científicos deben comprender lo que sucederá en el espacio con plantas que tienen una larga serie de "antepasados" que no conocían ninguna otra condición que no sea el espacio. Desafortunadamente, los científicos no pueden reproducir la microgravedad en sus laboratorios, pero todos los demás parámetros del microclima de la EEI pueden reproducirse sin problemas.

En cuanto a la microgravedad, es muy importante controlar el crecimiento y el desarrollo de las plantas en tales condiciones, ya que estas condiciones son significativamente diferentes de las terrestres. Por ejemplo, en microgravedad, el agua no se comporta en absoluto como lo hace en la Tierra. En el planeta, la humedad se filtra en el suelo, donde las raíces de las plantas lo absorben. Pero en el espacio no se puede regar la misma ensalada de la manera habitual. El agua simplemente se juntará en una bola y flotará en el aire. Hay problemas con el suministro de oxígeno a los tejidos vegetales. Estos problemas se están abordando gradualmente, y la NASA ya ha implementado una serie de sistemas que ayudan a modelar estas características de la microgravedad en la Tierra.

Entre otras soluciones originales, los ingenieros de la NASA sugirieron usar un sustrato de nylon especial creado con una impresora 3D. Él juega el papel del suelo. El sustrato tiene forma de cubo. Las semillas se encuentran en la parte superior del cubo, y el agua penetra en los poros y se retiene en el sustrato. El nylon es un compuesto hidrofílico, de modo que las moléculas de agua, que se "adhieren" a las moléculas de nylon, no salen, la humedad llega a donde se necesita. Las raíces de las plantas, que penetran en el cubo, se ramifican y reciben humedad en la cantidad necesaria para la planta. Los científicos planean probar el comportamiento de su sistema en microgravedad durante operaciones especiales. Avión de la NASA. Si el experimento es exitoso, la granja de nylon irá a la EEI para más experimentos. Los científicos de la Universidad de Utah están ayudando a los ingenieros de la NASA en este proyecto.

El mismo sistema, según Fritsche, es adecuado para cultivar plantas en Marte. Allí será aún más fácil cultivarlos que en la ISS, ya que hay gravedad en el planeta rojo. El agua y los gases se comportan allí de la misma manera que en la Tierra.

Ahora, la tarea principal de los especialistas es lograr el aumento máximo de la masa de plantas por unidad de tiempo, al costo mínimo de recursos tales como agua y nutrientes. En el futuro, la NASA confía en que los sistemas de tipo APH se extenderán a las estaciones orbitales y otros planetas. Los colonos de Marte, por ejemplo, con la ayuda de granjas como APH podrán llevar las verduras necesarias a su mesa. El sustrato para las plantas, según Fritsche, puede repetir el desarrollo actual, y los colonos tendrán impresoras 3D.



Es cierto, hay otras opiniones. Entonces, los científicos de los Países Bajos desde 2013 han estado llevando a cabo un experimento sobre el cultivo de plantas en el suelo, que, creen, es similar en estructura y composición al suelo de Marte. En este entorno, ya se han cultivado más de diez cultivos de diferentes especies de plantas. Al final resultó que , el contenido de metales pesados ​​en los tejidos de las plantas cultivadas no es peligroso para los humanos.

En general, el tema de las granjas espaciales ahora se está volviendo cada vez más relevante, ya que las personas planean volar no solo a Marte, sino también a la luna. Aquí también hay tierra, y si los mismos chinos o indios extraen helio-3, tendrán que basar asentamientos a largo plazo en el satélite de la Tierra. Los residentes de tales asentamientos también necesitarán vegetales frescos para la mesa.

Source: https://habr.com/ru/post/es401875/