Rymdodling

Lada växttillväxt experiment

Rymdjordbruk avser odling av grödor för mat och andra material i rymden eller på himmelska objekt utanför jorden – motsvarande jordbruk på månen .

Jordbruk på himlakroppar, såsom månen eller Mars , delar många likheter med jordbruk på en rymdstation eller rymdkoloni . Jordbruk på himlakroppar kan dock sakna komplexiteten av mikrogravitation , beroende på kroppens storlek. Varje miljö skulle ha skillnader i tillgången på insatser till rymdjordbruksprocessen: oorganiskt material som behövs för växttillväxt , jordmedier, insolering , relativ tillgänglighet av koldioxid, kväve och syre, och så vidare.

Introduktion

Zucchiniväxt i Destiny-labbet

Försörjningen av mat till rymdstationer och andra långvariga uppdrag är dyrt . En astronaut på den internationella rymdstationen kräver ungefär "1,8 kilo mat och förpackningar per dag". För ett långvarigt uppdrag, som en fyra-mans besättning, treåriga marsuppdrag, kan detta antal växa till så mycket som 24 000 lb (11 000 kg).

På grund av kostnaden för återförsörjning och det opraktiska i att återförsörja interplanetära uppdrag, är utsikterna att öka maten under flygning otroligt tilltalande. Förekomsten av en rymdfarm skulle hjälpa till att skapa en hållbar miljö, eftersom växter kan användas för att återvinna avloppsvatten, generera syre, kontinuerligt rena luften och återvinna avföring på rymdstationen eller rymdskeppet. Bara 10 m² grödor producerar 25 % av det dagliga behovet för 1 person, eller cirka 180-210 gram syre. I huvudsak förvandlar rymdfarmen rymdskeppet till ett artificiellt ekosystem med ett hydrologiskt kretslopp och återvinning av näringsämnen.

Förutom att bibehålla en hållbarhet och minska den totala massan, skulle förmågan att odla mat i rymden bidra till att minska vitaminklyftan i astronauternas dieter och ge färsk mat med förbättrad smak och konsistens. För närvarande är mycket av den mat som levereras till astronauter värmebehandlad eller frystorkad . Båda dessa metoder behåller till största delen egenskaperna hos förbehandlingen av livsmedel. Däremot kan vitaminnedbrytning under lagring inträffa. En studie från 2009 noterade signifikanta minskningar av vitamin A , C och K , såväl som folsyra och tiamin kan inträffa på så lite som ett års lagring. Ett uppdrag till Mars skulle kunna kräva matlagring så länge som fem år; därför skulle en ny källa till dessa vitaminer krävas.

Tillförsel av livsmedel till andra kommer sannolikt att vara en stor del av tidiga bosättningar utanför jorden. Livsmedelsproduktion är en icke-trivial uppgift och kommer sannolikt att vara en av de tidiga kolonisternas mest arbetsintensiva och livsviktiga uppgifter. Bland annat forskar NASA om hur man kan åstadkomma rymdfart.

Tekniska utmaningar

Avancerat Astroculture-experiment för tillväxt av sojabönor

En mängd tekniska utmaningar kommer att möta kolonister som försöker bedriva jordbruk utanför jorden. Dessa inkluderar effekten av minskad gravitation, belysning och tryck, samt ökad strålning. Även om växthus kan lösa många av problemen med rymden, skulle deras konstruktion komma med sina egna tekniska utmaningar.

Växter som odlas under flyg upplever en mikrogravitationsmiljö och växter som odlas på Mars yta upplever ungefär 1/3 av gravitationen som jordens växter gör. Växter upplever dock normal tillväxt med tanke på att riktat ljus tillhandahålls. Normal tillväxt klassificeras som motsatt rot- och skottväxtriktning. Med detta sagt har många växter som odlats i en rymdflygmiljö varit betydligt mindre än de som odlats på jordens yta och växt i långsammare takt.

Förutom de varierande effekterna av gravitationen kommer växter som odlas på Mars yta att utsättas för mycket högre strålningsnivåer än på jorden om de inte skyddas. Exponering för höga nivåer av strålning kan skada växt-DNA, vilket uppstår när mycket reaktiva hydroxylradikaler mål-DNA. DNA-nedbrytning har en direkt effekt på växternas groning, tillväxt och reproduktion. Joniserande strålning har också en effekt på PSII-funktionen och kan orsaka funktionsförlust och generering av radikaler som är ansvariga för fotooxidation. Intensiteten av dessa effekter varierar från art till art.

Lågtrycksmiljön på Mars yta har också varit en anledning till oro. Hypobariska tillstånd kan påverka nettofotosyntesen och evapotranspirationshastigheten. En studie från 2006 tyder dock på att bibehållande av förhöjda CO 2 -koncentrationer kan mildra effekterna av hypobariska förhållanden så låga som 10 kPa för att uppnå normal växttillväxt.

Marsjord innehåller en majoritet av de mineraler som behövs för växttillväxt förutom reaktivt kväve, som är en produkt av mineralisering av organiskt material. Eftersom Mars yta har brist på organiskt material, saknas reaktivt kväve. Reaktivt kväve är en nödvändig beståndsdel i jord som används för växttillväxt, och det är möjligt att kvävefixerande arter, såsom bakterier, kan hjälpa till att tillföra reaktivt kväve. En studie från 2014 antydde dock att växter kunde gro och överleva en period av 50 dagar på mars- och månjord genom att använda simulerande jordar. Med detta sagt, bara en av de fyra experimenterade arterna klarade sig tillräckligt bra för att uppnå full blombildning, och mer arbete krävs för att uppnå fullständig tillväxt. och den behöver syre för att växa i rymden. vi behöver 0,8 g syre som behövs i rymden

Experiment

Intervju med trädgårdsforskare vid University of Florida om deras experiment med rymdodling.
  • " GreenHab " vid Mars Desert Research Station i Utah innehåller ett växthus som är utformat för att efterlikna några av utmaningarna från jordbruket på Mars.
  • Lada - experimentet och European Modular Cultivation System på den internationella rymdstationen används för att odla små mängder färsk mat.
  • 2013 finansierade NASA forskning för att utveckla en 3D-matskrivare .
  • NASAs grönsaksproduktionssystem, "Veggie", är en utplacerbar enhet som syftar till att producera grödor av salladstyp ombord på den internationella rymdstationen.
  • 2019 års månlandare Chang'e 4 bär Lunar Micro Ecosystem, en 3 kg (6,6 lb) förseglad "biosfär" cylinder 18 cm lång och 16 cm i diameter med frön och insektsägg för att testa om växter och insekter kunde kläckas och växa tillsammans i synergi.
  • Den framtida ALINA -månlandaren kommer att bära en liten "biosfär"-cylinder som heter Lunar Plant Growth Experiment (LPX), där NASA kommer att försöka gro och odla flera växttyper.
  • EDEN-ISS-projektet var ett 4-årigt projekt i Antarktis vid Neumayer Station III utformat för att visa upp växtodlingssystem för framtida tester ombord på ISS och ett Future Exploration Greenhouse (FEG) för planetariska livsmiljöer. Projektet har sedan dess förlängts.

Grödor experimenterade med

Följande grödor har övervägts för användning i rymdfarmer: potatis, spannmål, ris, bönor, tomater, paprika, sallad, kål, jordgubbar, lök och paprika.

Se även

Zinnia blomma på ISS

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Space_farming&oldid=1139331249 "