NASA polega na rozwiązywaniu problemów, a cel przedłużonej obecności w kosmosie lub kolonii na Marsie lub w innym świecie jest pełen wyzwań, w tym konieczności uprawy żywności. Naukowcy z Kennedy Advanced Life Support Research pracują nad Prototype Lunar / Mars Greenhouse Project, aby spróbować sprostać temu wyzwaniu.
Projekt Prototype Lunar / Mars Greenhouse Project (PLMGP) dotyczy uprawy warzyw dla astronautów podczas dłuższych pobytów na Księżycu, na Marsie lub w innym miejscu, gdzie nie można ich uzupełnić z Ziemi. Oprócz uprawy żywności projekt ma na celu zrozumienie, w jaki sposób systemy uprawy żywności mogą być również częścią systemów podtrzymywania życia.
„Podejście to wykorzystuje rośliny do szorowania dwutlenku węgla, zapewniając jednocześnie żywność i tlen”. - Dr. Ray Wheeler
„Współpracujemy z zespołem naukowców, inżynierów i małych firm z University of Arizona w celu opracowania systemu zamkniętej pętli. Podejście to wykorzystuje rośliny do szorowania dwutlenku węgla, zapewniając jednocześnie żywność i tlen ”- powiedział dr Ray Wheeler, główny naukowiec w Kennedy Advanced Life Support Research.
Sam prototyp to nadmuchiwany system, który naukowcy nazywają bioregeneracyjnym systemem podtrzymywania życia. W miarę wzrostu upraw system poddaje recyklingowi, wodzie, recyklingowi odpadów i rewitalizuje powietrze.
System jest hydroponiczny, więc gleba nie jest potrzebna. Woda, która jest albo dostarczana na misje, albo zbierana in situ - na przykład na Księżycu lub na Marsie - jest wzbogacana solami odżywczymi i przepływa w sposób ciągły przez systemy korzeniowe roślin. Powietrze w systemie również podlega recyklingowi. Astronauci wydychają dwutlenek węgla, który rośliny pochłaniają. Poprzez fotosyntezę rośliny wytwarzają tlen dla astronautów.
„Naśladujemy to, co miałyby rośliny, gdyby znajdowały się na Ziemi, i wykorzystujemy te procesy do podtrzymywania życia” - powiedział dr Gene Giacomelli, dyrektor Centrum Rolnictwa Kontrolowanego Środowiska na Uniwersytecie Arizony. „Cały system szklarni księżycowej reprezentuje w niewielkim stopniu systemy biologiczne znajdujące się tutaj na Ziemi”.
„Cały system szklarni księżycowej reprezentuje w niewielkim stopniu systemy biologiczne znajdujące się tutaj na Ziemi”. - Dr Gene Giacomelli
Kluczową częścią takiego systemu jest wiedza, co astronauci będą musieli zabrać ze sobą i jakie zasoby znajdą w miejscu docelowym. Obejmuje to, jakiego rodzaju rośliny i nasiona będą potrzebne, a także ile wody może być dostępne, gdy astronauci dotrą do celu. Badane i rozwijane są również metody wydobywania wody z Marsa lub Księżyca.
Nawet jeśli na Marsie i Księżycu można znaleźć niezbędną wodę in situ, nie oznacza to, że są to łatwe miejsca do uprawy żywności. Astronauci muszą być chronieni przed promieniowaniem, podobnie jak uprawy. Te komory szklarniowe musiałyby być zakopane pod ziemią, co oznacza, że wymagane są również specjalne systemy oświetleniowe.
„Udało nam się stosować elektryczne oświetlenie LED (diody elektroluminescencyjne) do uprawy roślin” - powiedział dr Wheeler. „Przetestowaliśmy również hybrydy wykorzystujące zarówno naturalne, jak i sztuczne oświetlenie.” Światło słoneczne można uchwycić za pomocą koncentratorów światła, które śledzą słońce, a następnie przenoszą światło do komory za pomocą wiązek światłowodowych.
Systemy te nie są pierwszym doświadczeniem NASA w uprawach w kosmosie. Eksperymenty na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) były ważną częścią badań nad produkcją roślin w środowiskach pozaziemskich. System wzrostu roślin Veggie był pierwszą próbą NASA, a astronauci z powodzeniem pozyskali sałatę z tego systemu.
Ziemia ma ugruntowane systemy podtrzymywania życia, a ten projekt polega na przeniesieniu niektórych z nich do odległych miejsc w kosmosie.
„Myślę, że warto wziąć pod uwagę, że zabieramy ze sobą naszych ziemskich towarzyszy” - powiedział Wheeler. „Chociaż mogą istnieć sposoby na obejście go pod względem przechowywania i uzupełniania zapasów, nie będzie tak zrównoważony. Szklarnie zapewniają bardziej autonomiczne podejście do długoterminowych badań na Księżycu, Marsie i poza nim. ”
