Exploatarea spațiului este o tendință firească a omului, care s-a manifestat încă din antichitate în forme teoretice. În a doua jumătate a secolului XX s-au materializat zborurile spațiale iar astăzi avem mai multe stații orbitale cu echipaj uman care desfășoară misiuni de cercetare. Iar pe măsură ce știința și tehnologia evoluează, ne dorim ca aceste misiuni să fie mai lungi și să poată atinge puncte mai îndepărtate.
În prezent, în cadrul misiunilor pe stațiile spațiale, astronauții primesc regulat transporturi cu alimente pentru nevoile alimentare. Dar pentru momentul în care echipajele se vor aventura mai departe în spațiu, călătorind luni sau chiar ani, nu există logistica necesară reaprovizionării.
În altă ordine de idei, avem exemplul marinarilor ce au navigat pe mări de-a lungul timpului, dar cu precădere în timpul marilor descoperiri geografice. Datorită faptului că aceștia erau privați de vitamina C, esențială pentru organism, am asistat la apariția scorbutului. Aceste lucruri se pot repeta, deficiențele de vitamine putând genera o sumă de probleme de sănătate, iar multi-vitaminele ambalate nu sunt suficiente pentru menținerea astronauților sănătoși. Este evident faptul că echipajul va avea nevoie de produse proaspete pe toată durata călătoriei, dar cum se pot abține acestea în condițiile din spațiu?
În ultimii ani s-a dezvoltat ideea cultivării la bordul stațiilor spațiale a unor grădini de legume care să poată asigura hrana echipajului. Dar condițiile fiind semnificativ diferite nu ne vom raporta la niște ghivece pentru legume unde vom cultiva planta, de la sămânță la răsad până la plantă adultă, abordarea este substanțial diferită. Fiind vorba despre un mediu închis, fără lumină solară și fără gravitație, este evident că întreaga paradigmă trebuie schimbată.
O grădină de legume la bordul stației spațiale
Scopul este de a ajuta specialiștii să studieze creșterea plantelor în micro-gravitație, adăugând cu ajutorul acestor cercetări alimente proaspete în dieta astronauților.
Grădina de legume are dimensiunile unei genți și cuprinde șase plante. Fiecare plantă se dezvoltă într-un modul separat, ce cuprinde un mediu de creștere bazat pe argilă și îngrășământ. Toată distribuția apei, a aerului și a nutrienților se face controlat la rădăcina plantei, lipsa gravitației făcând imposibilă hrănirea naturală a plantei. Datorită modului în care fluidele din spațiu tind să formeze bule, rădăcinile fie s-ar îneca în apă fie ar fi înghițite de aer.
Vorbind despre un mediu atipic, lipsit de gravitație, plantele folosesc lumina pentru orientare și ghidare. Iar aceasta este asigurată la bordul stației în mod artificial. Ca urmare a faptului că plantele reflectă lumină verde și folosesc lungimi de undă roșii și albastre, în mica seră de la bordul stației spațiale lumina cea mai comună este magenta.
Iar până astăzi, aici s-au cultivat cu succes mai multe plante. Salată verde, varză, muștar și chiar flori! Acestea din urmă, cu toate că nu au intervenit în dieta echipajului, au fost foarte bine primite, acționând în mod pozitiv asupra stării de spirit a oamenilor. Plantele mature au fost recoltate și o parte au constituit hrana echipajului, în vreme ce o parte au fost trimise pe pământ pentru a fi analizate. Aici s-a acordat o atenție deosebită asupra dăunătorilor care se dezvoltă în spațiu, dar până în prezent nu s-au detectat contaminări semnificative, dovedindu-se că hrana a fost atât plăcută din punctul de vedere al gustului cât și sigură, generând astfel un entuziasm temperat cu privire la viitorul cultivării legumelor în spațiu. Se lucrează la mărirea portofoliului de plante ce se vor cultiva la bordul stației spațiale, următoarele pe listă fiind roșiile și ardeii. Iar pe viitor se dorește includerea în grădina spațială a fructelor de pădure, fasolei și a altor alimente bogate în antioxidanți, acestea având avantajul suplimentare de a oferii membrilor echipajului care le consumă protecție împotriva radiațiilor spațiale.
Un alt proiect ambițios este habitatul avansat al plantelor, o cameră de creștere amplasată pe o stație spațiala ce orbitează în jurul pământului. Aceasta folosește lumini LED și un substrat de pământ argilos. Un mecanism complex ajută la eliberarea controlată a îngrășământului, a apei și a aerului care ajunge la plantă. Întregul proces este automatizat și închis, nefiind nevoie de intervenția echipajului pentru operare. Camerele video și un sistem de senzori transmit informațiile pe pământ, unde o echipă de specialiști este pregătită permanent să ajusteze distribuția apei, temperatura și nivelul de nutrienți ce ajung la plante. Iar atunci când o recoltă ajunge la maturitate, echipajul colectează mostre de la plante, le îngheață sau le fixează chimic pentru a le conserva și le trimite înapoi pe Pământ pentru a fi studiate. În acest mod oamenii de știință pot înțelege mai bine cum și dacă spațiul le-a afectat creșterea și dezvoltarea.
Primele plante supuse cercetării au fost Arabidopsis thaliana, din familia muștarului, considerată a fi cobaiul perfect al plantelor, precum și grâul pitic. Acestea au fost studiate la nivel de genă, proteine și metaboliți, oamenii de știință fiind interesați de schimbările care apar și care sunt cauzele ce le generează. Una din principalele provocări este legată de conținutul de lignină din plante, aceasta având funcția de a conferii rigiditate structurii plantei, deosebit de importantă în susținerea verticală împotriva gravitației. Cerințele fiind mai mici în spațiu, cercetătorii doresc să afle dacă plantele modificate genetic pentru a avea un conținut redus de lignină pot supraviețui și se pot dezvolta corespunzător. În teorie, conținutul scăzut de lignină poate să ofere plantelor mai multe avantaje, inclusiv faptul că atunci când sunt consumate eliberează o cantitate mai mare de nutrienți iar atunci când sunt folosite pe post de compost se descompun mai repede.
Putem spune că legumicultura spațială, chiar dacă este la început de drum, a depășit deja ceea ce odinioară nu era mai mult decât ficțiune, iar astăzi este mai pregătită decât ieri să creeze premisele călătoriilor lungi în spațiu.
