NASA handlar om att lösa utmaningar, och målet att ha en långvarig närvaro i rymden, eller en koloni på Mars eller någon annan värld, är fullt av utmaningar, inklusive behovet av att odla mat. Forskare vid Kennedy Advanced Life Support Research arbetar med Prototyp Lunar / Mars Greenhouse Project för att försöka möta den utmaningen.
Prototyp Lunar / Mars Greenhouse Project (PLMGP) handlar om att odla grönsaker för astronauter under längre vistelser på månen, på Mars eller någon annanstans de inte kan levereras från jorden. Utöver odling av livsmedel syftar projektet till att förstå hur livsmedelsodlingssystem också kan vara en del av livstödssystem.
"Tillvägagångssättet använder växter för att skrubba koldioxid, samtidigt som det tillhandahåller mat och syre." - Dr. Ray Wheeler
”Vi arbetar med ett team av forskare, ingenjörer och småföretag vid University of Arizona för att utveckla ett system med slutna kretsar. Tillvägagångssättet använder växter för att skrubba koldioxid, samtidigt som det tillhandahåller mat och syre, säger Dr. Ray Wheeler, ledande forskare i Kennedy Advanced Life Support Research.
Prototypen i sig är ett uppblåsbart, distribuerbart system som forskare kallar ett bioregenerativt livsstödssystem. När grödor odlas återvinner systemet, vatten, återvinner avfall och återupplivar luften.
Systemet är hydroponiskt, så ingen jord behövs. Vatten som antingen tas med på uppdrag eller samlas in situ - på månen eller på Mars till exempel - berikas med näringssalter och flyter kontinuerligt genom växtens rotsystem. Luft i systemet återvinns också. Astronauter andas ut koldioxid, som växter tar upp. Genom fotosyntes producerar växterna syre för astronauterna.
"Vi efterliknar vad växterna skulle ha om de var på jorden och använder dessa processer för livsstöd," säger Dr. Gene Giacomelli, chef för kontrollerad miljö jordbrukscentrum vid University of Arizona. "Hela systemet i lunar växthuset representerar på ett litet sätt de biologiska system som finns här på jorden."
"Hela systemet i lunar växthuset representerar på ett litet sätt de biologiska system som finns här på jorden." - Dr Gene Giacomelli
En viktig del av ett sådant system är att veta vad astronauter kommer att ha med sig och vilka resurser de kan hitta på sin destination. Detta inkluderar vilken typ av växter och frön som behövs, samt hur mycket vatten som kan finnas tillgängligt när astronauter når sin destination. Metoder för att utvinna vatten på Mars eller månen forskas och utvecklas också.
Även om nödvändigt vatten kan hittas på plats på Mars och månen, betyder det knappast att det är lätta platser att odla mat på. Astronauter måste skyddas mot strålning, och det kommer också att gröda. Dessa växthuskamrar måste begravas under jord, vilket innebär att specialiserade belysningssystem också krävs.
"Vi har lyckats med att använda elektrisk LED-belysning (ljusemitterande diod) för att odla växter," sade Dr. Wheeler. "Vi har också testat hybrider med både naturlig och konstgjord belysning." Solbelysning kan fångas med ljuskoncentratorer som spårar solen och sedan förmedlar ljuset till kammaren med fiberoptiska buntar.
Dessa system är inte NASA: s första erfarenhet av att odla grödor i rymden. Experiment ombord på den internationella rymdstationen (ISS) har varit en viktig del av forskningen om grödproduktion i icke-landsmiljöer. Veggie Plant Growth System var NASAs första försök och astronauter skördade framgångsrikt sallad från det systemet.
Jorden har väletablerade system för att upprätthålla liv, och detta projekt handlar om att ta något av det till avlägsna destinationer i rymden.
"Jag tycker att det är intressant att tänka på att vi tar med oss våra landkamrater", sa Wheeler. ”Det kan finnas sätt att konstruera runt det när det gäller förvaring och tillförsel, men det skulle inte vara lika hållbart. Växthusarna ger ett mer autonomt tillvägagångssätt för långsiktig utforskning på månen, Mars och därefter. ”
