Astronauta Scott Kelly em meio ao sistema Veggie com salada cultivada na ISSPara se sentir bem, uma pessoa não precisa de muito: sono saudável, exercício físico, boa nutrição e mais algumas coisas. A nutrição é um dos fatores críticos. E esse fator se torna ainda mais importante quando se trata do bem-estar de uma pessoa em órbita. Entrando em órbita por vários meses, os astronautas devem receber nutrição de alta qualidade com um conteúdo equilibrado de nutrientes, incluindo vitaminas. Bem, a melhor maneira de obter vitaminas é incluir frutas e legumes frescos em sua dieta.
A situação com as frutas não é muito boa (embora de tempos em tempos eles entrem na ISS), mas os astronautas agora recebem regularmente vegetais. Além disso, os especialistas da NASA estão desenvolvendo um programa para o cultivo de plantas diretamente na ISS (parte do programa já foi implementada) ou a bordo de uma nave espacial que voa, por exemplo, para Marte. A jornada para o Planeta Vermelho levará vários meses, mas não será possível entregar produtos da Terra para o navio, como é feito para os astronautas a bordo da ISS. Portanto, os cientistas chegaram à conclusão de que deveríamos aprender a cultivar alguns dos produtos diretamente no navio.
O programa "fazendas no espaço" está sendo desenvolvido por uma equipe de pesquisadores do
Centro Espacial John Fitzgerald Kennedy (Flórida, EUA).
Vale ressaltar que a dieta dos astronautas deve incluir legumes frescos que só começaram a falar em 2014-2015. Antes disso, as pessoas em órbita recebiam apenas produtos desidratados de congelamento a seco, que devem ser preparados de maneira especial para que possam ser consumidos. Os astronautas não reclamam do sabor, mas é preciso pensar que, além de tais alimentos, eles querem outra coisa. A propósito, o custo dos alimentos para viajantes espaciais é muito alto. Dada a entrega em órbita, o preço é de
cerca de US $ 20.000 por kg. É extremamente caro, mas não funciona de maneira diferente. Se você cultivar alguns dos produtos já no espaço, poderá economizar um pouco.
Os primeiros experimentos já mostraram um bom resultado: eles aprenderam a cultivar alface a bordo da ISS. Seu gosto era bastante aceitável. O cultivo de plantas no espaço foi possível graças a um sistema especial desenvolvido pela NASA.
Este sistema é chamado vegetariano . Foi entregue pela primeira vez à ISS em abril de 2014. E já em agosto de 2015, verduras frescas cultivadas em condições de microgravidade foram incluídas no menu de astronautas.
E este não é o único sistema para o cultivo de plantas na ISS. Por exemplo, no segmento russo da Estação Espacial Internacional, opera a estufa espacial Lada,
criada por especialistas do Instituto de Problemas Biomédicos da Academia Russa de Ciências.
Além de Veggie e Lada, há outros desenvolvimentos. A NASA está agora desenvolvendo ativamente o projeto
Advanced Plant Habitat (APH), que está criando outro sistema para o cultivo de plantas sob condições de microgravidade. Externamente, o sistema é semelhante a um microondas várias vezes maior. No interior, existe um microclima que os especialistas podem controlar. Em particular, é possível alterar o conteúdo de oxigênio, nutrientes, substituir alguns nutrientes por outros.
O novo sistema mostrou-se bem: os cientistas já conseguiram cultivar Arabidopsis, uma espécie próxima ao repolho. Um conjunto de LEDs é usado como iluminação. Um computador especial gerencia tudo, já que é bastante difícil para uma pessoa controlar todos os indicadores e, se estamos falando sobre a operação de um sistema em órbita, os astronautas simplesmente não têm tempo para prestar muita atenção à fazenda espacial.
Segundo os desenvolvedores , o APH é o "irmão mais velho do Veggie". O sistema de computador descrito acima pode ajustar automaticamente o microclima para o cultivo de vários tipos de plantas. Em breve, o Veggie será substituído por esse sistema, que está previsto para ser entregue nos próximos vôos para a ISS. Uma das tarefas dos cientistas envolvidos no desenvolvimento do APH é cultivar algumas espécies de plantas em órbita, obter suas sementes, entregá-las à Terra, cultivá-las novamente, obter sementes, enviar sementes para a ISS. Na estação, essas sementes receberão novamente plantas que serão cuidadosamente estudadas. Assim, os especialistas querem entender se as sementes e as plantas suportarão o trânsito entre a ISS e a Terra com a constante mudança da gravidade.
Um dos gerentes de projeto da APH fala sobre o princípio do sistema (também é mostrado na foto). Fonte: Daniel Oberhaus / Placa-mãeAlém do APH, os participantes do projeto estão desenvolvendo outros sistemas onde são testadas algumas condições específicas da ISS. O Kennedy Space Center criou várias salas nas quais, juntamente com outros parâmetros, você pode controlar a umidade ou o nível de dióxido de carbono. As plantas também são cultivadas nessas salas para verificar como seu crescimento e desenvolvimento ocorrem em condições diferentes das terrestres (apenas a gravidade permanece terrestre). As plantas que foram cultivadas na ISS e depois entregues na Terra também são estudadas aqui. Na última sexta-feira, os astronautas da ISS reuniram
outra colheita . Até agora, esses experimentos são bem-sucedidos, as plantas se sentem bem. Os astronautas, por si só, obtêm a quantidade de vegetais necessária para a nutrição - por enquanto, isso é apenas uma salada e repolho de Pequim.
Parece repolho chinês cultivado na Terra, com a repetição das condições da ISSUm ponto interessante: na órbita, na microgravidade, o senso de paladar de uma pessoa é entorpecido. Portanto, para obter mais prazer com a comida, os astronautas precisam de alimentos com maior teor de especiarias, sal e outros componentes do que na Terra. Essa é uma das razões pelas quais o repolho de Pequim é cultivado na ISS. Ela tem um sabor mais acentuado e mais pronunciado do que o da mesma salada. Além disso, está crescendo rapidamente e a quantidade de nutrientes é maior do que em outros vegetais.
A NASA também está estudando os aspectos de longo prazo do cultivo de plantas no espaço. Isso é feito por uma equipe separada de especialistas liderada por Ralph Fritsche. Segundo ele, Veggie é apenas o primeiro experimento em uma série de projetos semelhantes. APH é uma plataforma de pesquisa. Os cientistas precisam entender o que acontecerá no espaço com plantas que possuem uma longa série de "ancestrais" que não conheciam outras condições além do espaço. Infelizmente, os cientistas não conseguem reproduzir a microgravidade em seus laboratórios, mas todos os outros parâmetros do microclima da ISS podem ser reproduzidos sem problemas.
Quanto à microgravidade, é muito importante verificar o crescimento e o desenvolvimento das plantas nessas condições, uma vez que essas condições são significativamente diferentes das terrestres. Por exemplo, na microgravidade, a água não se comporta de maneira alguma como na Terra. No planeta, a umidade penetra no solo, onde as raízes das plantas a absorvem. Mas no espaço você não pode molhar a mesma salada da maneira usual. A água simplesmente se acumula em uma bola e flutua no ar. Existem problemas com a entrega de oxigênio aos tecidos vegetais. Essas questões estão sendo abordadas gradualmente, e a NASA já implementou vários sistemas que ajudam a modelar esses recursos de microgravidade na Terra.
Entre outras soluções originais, os engenheiros da NASA sugeriram o uso de um substrato de nylon especial criado usando uma impressora 3D. Ele desempenha o papel do solo. O substrato tem a forma de um cubo. As sementes estão localizadas na parte superior do cubo, e a água penetra nos poros e é retida no substrato. O nylon é um composto hidrofílico, de modo que as moléculas de água, "aderindo" às moléculas de nylon, não saem, a umidade chega onde é necessária. As raízes das plantas, penetrando no cubo, ramificam e recebem umidade na quantidade necessária para a planta. Os cientistas planejam testar o comportamento de seu sistema em microgravidade durante operações especiais. Avião da NASA. Se o experimento for bem-sucedido, a fazenda de nylon irá à ISS para novos experimentos. Cientistas da Universidade de Utah estão ajudando os engenheiros da NASA neste projeto.
O mesmo sistema, de acordo com Fritsche, é adequado para o cultivo de plantas em Marte. Lá será ainda mais fácil cultivá-las do que na ISS, já que há gravidade no planeta vermelho. Água e gases se comportam lá da mesma maneira que na Terra.
Agora, a principal tarefa dos especialistas é alcançar o aumento máximo da massa de plantas por unidade de tempo, a um custo mínimo de recursos como água e nutrientes. No futuro, a NASA está confiante, os sistemas do tipo APH serão estendidos para estações orbitais e outros planetas. Os colonos de Marte, por exemplo, com a ajuda de fazendas como a APH, poderão levar os vegetais necessários à sua mesa. O substrato para as plantas, de acordo com Fritsche, pode repetir o desenvolvimento atual - e os colonos terão impressoras 3D.
É verdade que existem outras opiniões. Assim, cientistas da Holanda desde 2013 vêm realizando um experimento sobre o cultivo de plantas no solo, que, eles acreditam, é semelhante em estrutura e composição ao solo de Marte. Nesse ambiente, mais de dez culturas de diferentes espécies de plantas já foram cultivadas.
Como se viu , o conteúdo de metais pesados nos tecidos das plantas cultivadas não é perigoso para os seres humanos.
Em geral, o tema das fazendas espaciais agora está se tornando cada vez mais relevante, pois as pessoas planejam voar não apenas para Marte, mas também para a lua. Também há solo aqui, e se os mesmos chineses ou indianos extraírem hélio-3, eles terão que basear assentamentos de longo prazo no satélite da Terra. Os moradores desses assentamentos também precisarão de legumes frescos para a mesa.