دانشمندان ناسا در مرکز فضایی کندی (Kennedy Space Center) در فلوریدا در حال همکاری با یک گروه دانشگاهی هستند تا روش‌هایی برای پرورش بلند مدت گیاهان درفضا توسعه دهند. در این پروژه نخستین واحد گلخانه‌ای برای کشت گیاهان در سیاره‌ی مریخ و ماه ساخته شده است و هدف آن استفاده از کربن‌دی‌اکسید تولید شده توسط فضانوردان برای تولید اکسیژن و غذای تازه است. نتیجه‌ی این پژوهش می‌تواند به حفظ فعالیت‌های پیشگامانه در اعماق فضا و پرورش گیاه در فضا کمک کند. با مجله‌ی فناوریهای توان افزا و پوشیدنی همراه باشید.
پژوهشگران اطمینان دارند که برای چالش‌های پیش روی کاوش‌های انسانی در فضا، راه‌حل‌هایی وجود دارد. بر اساس گفته‌ی دکتر Ray Wheeler که دانشمند مرکز کندی است، نمونه‌ی اولیه‌ی پروژه‌ی گلخانه‌ای مریخ/ماه، تحقیقات پیش رو برای پرورش سبزیجات و کشت گیاهان در فضا را پشتیبانی خواهد کرد. چرا که وجود این مواد غذایی برای حفظ حیات در فضا لازم است.
او گفت «ما در گروهی شامل دانشمندان، مهندسان و کسب و کارهای کوچک در دانشگاه آریزونا (Arizona) در حال توسعه‌ی یک سامانه‌ی حلقه بسته هستیم. رویکرد ما به کار گرفتن گیاهان برای جذب کربن‌دی‌اکسید و تولید اکسیژن و غذا است.»
این نمونه‌ی اولیه یک گلخانه برای پرورش گیاه در فضا است که هدف آن تولید محصول برای تغذیه، تهویه‌ی هوا و بازیافت آب و زباله است. Wheeler اشاره کرد با وارد کردن کربن‌دی‌اکسید تولید شده توسط بازدم فضانوردان به گلخانه، گیاهان ضمن فرآیند فوتوسنتز اکسیژن تولید می‌کنند. چرخه‌ی آب با استفاده از آبی که از زمین آورده شده و یا در سطح مریخ یا ماه یافته شده است، شروع می‌شود. این آب برای تولید نمک‌های مغذی مصرف می‌شود و به صورت پیوسته در ناحیه‌ی ریشه‌های گیاهان جاری شده و به سامانه‌ی ذخیره باز می‌گردد.
این سامانه‌ی گلخانه‌ای بر اساس یک طراحی نوآورانه برای کشت هیدروپونیک گیاهان ساخته شده است و هدف آن فراهم آوردن یک رژیم غذایی گیاهی مداوم برای فضانوردانی است که در خارج از زمین و در مناطقی مانند ماه یا مریخ در حال اکتشاف هستند. در این گلخانه از گیاهان برای تولید غذا، تهویه‌ی هوا و بازیافت آب و زباله استفاده می‌شود.
نمونه‌ی اولیه‌ی این گلخانه در دانشگاه آریزونا در حال آزمایش است. هدف از انجام این آزمایش‌ها تعیین گیاهان، دانه‌ها و موادی است که باید برای به کار انداختن این سامانه در ماه یا مریخ استفاده شود.
آگاهی از این که برای زندگی در موقعیت‌های مکانی بسیار دور چه چیزهایی را باید با خود برد و امکان جمع آوری چه چیزهایی در مکان وجود دارد، بسیار حیاتی است. استفاده از منابع در دسترس یا رشد آنها در مکان مورد نظر تمرینی است که بهره‌برداری از منابع در محل (ISRU) نامیده می‌شود. دانشمندان و مهندسان ناسا در حال توسعه‌ی سامانه‌ای هستند که با به کارگیری منابعی مانند آب که باید در مناطق خاصی در سطح ماه یا مریخ موجود باشد، از ماموریت‌هایی که ماه‌ها یا سال‌ها طول می‌کشد، پشتیبانی میکند. دکتر Gene Giacomelli از دانشگاه آریزونا گفت «ما در حال تقلید آن چه هستیم که گیاهان روی زمین دارند و از این فرآیند برای پشتیبانی حیات بهره می‌بریم. تمامی آن چه این سامانه‌ی گلخانه‌ای انجام می‌دهد، ارائه‌ی سامانه‌های زیستی است که همین جا روی زمین موجودند. »
دکتر Giacomelli توضیح داد که گام مهم بعدی استفاده از واحدهای اضافی گلخانه‌ای برای انجام آزمایش‌های تخصصی است. هدف از انجام این آزمایش‌ها کسب اطمینان از توسعه‌ی این سامانه‌ها به اندازه‌ای است که توانایی رفع نیاز‌های گروه‌های فضانورد در ماه و یا مریخ را داشته باشد. دکتر Giacomelli افزود «ما در حال توسعه‌ی مدل‌های رایانه‌ای برای شبیه سازی فعالیت‌هایی هستیم که برای کنترل خودکار محیط و فراهم آوردن یک سطح ثابت اکسیژن لازم است. »
نمونه‌های اولیه‌ای که در حال حاضر ساخته شده‌اند به صورت محفظه‌های استوانه‌ای شکل هستند. طول این محفظه‌ها ۱۸ فوت و قطرشان بیش از ۸ فوت است و توسط شرکت Sadler Machine که یکی از شرکای پروژه است ساخته شده‌اند.
برای محافظت در برابر اشعه‌ها در فضا، اجزای این گلخانه احتمالا در زیر سطح خاک یا سنگفرش‌ها دفن خواهد شد و بنابراین به یک نورپردازی تخصصی نیاز خواهد داشت. دکتر Wheeler گفت «ما در استفاده از LEDها برای پرورش گیاهان موفق بوده‌ایم. همچنین حالت دوگانه، که شامل نور طبیعی و نورپردازی مصنوعی است را آزمایش کرده‌ایم. » نور خورشید را می‌توان با استفاده از متمرکز کننده‌های نوری به محفظه منتقل کرد. این وسایل با دنبال کردن خورشید و با استفاده از مجموعه‌ای از فیبرهای نوری، نور آن را به داخل گلخانه هدایت می‌کنند.»
البته پیش از این هم فضانوردان در حل تجربه‌ی پرورش گیاهان در خارج از ایستگاه فضایی بین‌المللی بوده‌اند. سامانه‌ی پرورش گیاه Veggie متعلق به ناسا، نخستین آزمایش پرورش غذای تازه در ایستگاه بود که توسط آمریکا انجام شد. این آزمایش به ادامه‌ی پژوهش‌ها برای توسعه‌ی سامانه‌های تولید غذا برای استفاده در ماموریت‌های طولانی، کمک کرد.
Shane Kimbrough از ناسا در آزمایش Veggie در دوم دسامبر ۲۰۱۶ موفق به پرورش کاهو شد. سامانه‌ی پرورش گیاه Veggie یک واحد پرورش گیاه است که قابلیت تولید گیاهان سالادی را برای فراهم آوردن یک رژیم غذایی ایمن برای کارکنان فضایی دارد.
از نظر Wheeler این سامانه‌ی گلخانه‌ای راهی برای انتقال برخی فرآیند‌های بومی به فضاست تا حیات انسان‌ها را در طول اکتشاف‌های دراز مدت در خارج از زمین حفظ کند. او می‌گوید «این که بتوانیم محصولات زمینی را همراه با خود به فضا ببریم، بسیار جالب است. در حالی که ممکن است راه‌هایی برای انبار کردن مواد و استفاده‌ی دوباره‌ی آنها وجود داشته باشد، حفظ آنها در طولانی مدت ممکن نخواهد بود. گلخانه رویکرد مستقل‌تری برای اکتشافات دراز مدت در ماه یا مریخ و سایر مکان‌ها فراهم خواهد کرد.»
درباره‌ی سایر فناوریهای فضایی بخوانید:
>>بشنوید: گفت و گو با Dan Harburg و Matthew Borzage درباره رباتیک کشاورزی
>>مشارکت پژوهشگران در تحقق گزینه های رباتیک برای کمک به کشاورزان
منبع: nasa
استفاده و بازنشر این نوشتار تنها با ذکر لینک منبع و نام «مجله‌ی فناوریهای توان افزا و پوشیدنی» مجاز است.
