När astronauterna återvänder till månen och besöker Mars under de kommande decennierna, vill de ta med så lite som möjligt från jorden. Skulle det inte vara bra om de kunde odla sin egen mat? Forskare från Texas A&M University har odlat sallad i speciella cylindrar som ger växterna allt de behöver för att växa - men i en mycket lågtrycksmiljö.
Långa perioder med totalt mörker och dålig jord behöver inte stoppa en ivrig trädgårdsmästare - åtminstone inte en som är villig att gå ut ur denna värld för att odla växter.
Frodig sallad växer genom galaktiskt mått i cylindrar designade av Texas Agricultural Experiment Station forskare för att efterlikna förhållandena på månen och Mars.
"Vi är på det sättet nu att vi är övertygade om de system vi har utvecklat, men det kanske inte så småningom ser ut så här (labbmodell)," sade Dr. Fred Davies, trädgårdsodlare i Texas Agricultural Experiment Station.
Forskningen, som är en del av National Air and Space Administration: s "Salad Bowl" -projekt, är unik i och med att universitetsbaserade forskare har i uppgift att hitta ett sätt att producera mat under rumsliga förhållanden som är oöverträffade på jorden.
Två säkerheter gör detta arbete viktigt, tror forskarna: Människor kommer att fortsätta att utforska uncharted expans av universum, och var människor går, är mat ett måste.
”Utforskning är en del av vårt blod. I slutändan kommer vi att börja bo på mån- och marsytor inom en snar framtid, ”sade Davies.
För närvarande transporteras mat i skyttlar i mängder för att rymma en rymdresa. Mat tas också med till den internationella rymdstationen för de tre personer som arbetar där i sex månader.
Astronautpriset har gått från ”bitstora matar som är lämpliga att äta med fingrarna, och rena matar, pressade direkt i munnen från flexibla metallrör av typen tandkräm” till cirka 200 olika menyval nu inklusive färska tortillor och kycklingfajitakött serveras på mer tilltalande matbrickor, enligt NASA maternäringsläkare.
Men i slutändan, för att människor ska leva i rymden under längre perioder, skulle självförsörjande livsmedelsproduktion vara avgörande, konstaterade Davies.
Gå in i jordbruket. Det åldrande yrket ligger mycket hos forskare för rymdutforskning.
Davies sa att gröna produkter i rymden har både näringsmässiga och psykologiska fördelar. Medan bladgrönsallat kan ge människor viktiga näringsämnen som vitamin A, ger den också en välkomnande färsk konsistens för astronauter som snabbt får sin fylla rekonstituerad mat.
"En del som är viktig är psykologin med att äta något som är grönt, luktar något du är van vid på jorden, som har lite struktur på det och lite färskhet," sade Davies.
Att utveckla utrustning för att slänga människor ut i rymden har varit mindre en utmaning för ingenjörer än att hitta sätt att odla mat. I huvudsak finns alla jordiska förhållanden som gör att växter trivs antingen inte existerar eller är väldigt olika i rymden.
Månen har till exempel inget atmosfärstryck (avgörande för utvecklingen av moln och nederbörd) och bara en sjättedel av jordens allvar. Dess dagar, eller ljusperiod, motsvarar motsvarande cirka en månad på jorden och följs av motsvarigheten till två veckors mörker, påpekade Davies. Och det har inget kol, vilket är viktigt för fotosyntesen.
Mars har å andra sidan en atmosfär som är ungefär 95 procent koldioxid och ett atmosfärstryck en hundraedel av jordens. Och medan en marsdag är lite längre än jordens 24-timmarsperiod, finns det mindre tillgängligt ljus för växttillväxt, konstaterade forskaren.
För att ta reda på hur man odlar växter i rymden, måste forskare först slänga ut vad som är känt om växtproduktion. De var också tvungna att designa, bygga och driva växande kammare för att arbeta under rymdliknande förhållanden. Det innebar att utveckla kamrar som skulle arbeta i lågt tryck och förse växter med vad som behövs för att fotosyntes, eller växa och ge tillräckliga mängder mat.
Hittills har deras forskning visat att växterna klarar sig bättre under lågtrycksförhållandena.
"Fördelen med lågt tryck betyder att vi måste ha mindre material vilket innebär mindre kostnader," sade Dr. Ron Lacey, jordbruksingenjör i Experiment Station. "Men att skapa ett system för växter att växa under lågt tryck är mycket utmanande."
Lacey sa att tidigare forskning om sådana system hade många problem med läckage - kanske läcker hela luftvolymen på en dag.
"Men vi kunde skapa ett mycket tätt system som bara läcker cirka 1,5 procent av volymen per dag eller mindre," sade Lacey, "och vi ser några väldigt intressanta saker som pågår (med växttillväxt)."
"Vi har funnit att växterna växer bättre i lågt tryck, och att gasetylen har en stor effekt på växttillväxten," säger Dr Chuan He, Experiment Station-forskare som planterar, skördar och analyserar sallad för kvalitet. Växter under lågt tryck producerar mindre eten och använder mindre kolhydrater på natten (lägre andning av mörk period), vilket ger större salladhuvud.
Han, som sade att planteringar på Mars är hans önskade ockupation, har tagit prov på produkten från hans arbete.
”Salladen smakar faktiskt ganska bra,” sade han.
Davies noterade att växter också är användbara för att producera syre och minska koldioxid, båda viktiga faktorer för människor.
"Det kan hända att dessa växter odlas under marken i speciella tillväxtkamrar på Mars och månen," sade Davies. "De tittar på sätt att kunna fånga och lagra ljus på månen och sedan kunna använda det ljuset senare."
Originalkälla: Texas A&M University News Release
