Ba chéim eile ar an turas é seoladh mhisean Artemis 1 NASA chuig an nGealach i mí na Samhna a thabharfaidh lá amháin go dtabharfaidh daoine cuairt ar ár gcomharsa pláinéadach is gaire duit, Mars. Beidh misean daonna ina dhiaidh sin ar shála na spásárthaí iolracha róbatacha, agus ba é an ceann is déanaí díobh ná tuirlingt an rover Perseverance ar an bpláinéad dearg i mí Feabhra 2021. Maidir le turais dhaonna go Mars tá go leor saincheisteanna teicneolaíochta le réiteach, rud is tábhachtaí ina measc. is iad sin cosaint ó radaíocht na gréine agus ó shláinte criú, lena n-áirítear an bealach is fearr le bia cothaitheach a sholáthar. Is é an fócas agus an dúshlán do go leor saineolaithe atá ag déanamh staidéir ar an dara ceann ná conas na heasnaimh folaigh de bharr tomhaltas leanúnach bia reoite-triomaithe a sheachaint. Is léir gur buntáiste mór sláinte agus síceolaíochta é infhaighteacht bia úr, agus chuige sin beidh sé riachtanach plandaí a fhás agus a bhaint ar an mbealach. San Airteagal seo, déanann na húdair athbhreithniú ar shonraí agus ar thaighde reatha maidir le buntáistí cothaithe, leighis agus síceolaíochta, agus modhanna féideartha chun barraí a fhás sa spás domhain.
De réir NASA, tá cúig mhórghuaiseacha le feiceáil le linn eitiltí fada spáis: radaíocht spáis, leithlisiú agus luí seoil, fad ón Domhan, domhantarraingt íseal, agus timpeallacht naimhdeach agus dúnta spásárthach. D’fhéadfadh ról mór a bheith ag plandaí beo agus bia úrfhás chun tacú le trí cinn díobh seo: cothú, riachtanais leighis agus síceolaíocht criú.
Cothú
Ní mór cothromaíocht chothaitheach an bhia a sholáthraítear do mhisin spáis a oiriúnú go foirfe d’fhoireann chun aistear fada a chothú i ndea-shláinte.
Ní mór cothromaíocht chothaitheach an bhia a sholáthraítear do mhisin spáis a chur in oiriúint go foirfe d’fhoireann chun aistear fada a chothú i ndea-shláinte. Toisc go mbeidh sé deacair athsholáthairtí ón Domhan, is sprioc ríthábhachtach é an aiste bia ceart agus a fhoirm chruinn a chinneadh.
Is é an dúshlán is soiléire ná aon easnamh cothaitheach riachtanach a sheachaint, agus tá staidéar déanta ag NASA ar riachtanais chothaithe mhionsonraithe. Cruthaíodh go bhfuil go leor den ‘chóras’ bia spáis reatha, áfach, easnamhach. Go sonrach, cuireann stóráil fhada chomhthimpeallach bia le díghrádú vitimíní A, B1, B6 agus C.
Is é an meánmheáchan caillteanas carnach do spásairí ná 2.4 faoin gcéad in aghaidh an 100 lá i micrea-mheáchan, fiú le frithbhearta diana aclaíochta frithsheasmhacha. Taispeánadh freisin go bhfuil spásairí ag fulaingt ó easnaimh chothaitheacha i bpotaisiam, cailciam, vitimín D agus vitimín K toisc nach ligeann an bia a sholáthraítear dóibh na riachtanais iontógáil laethúil a chomhlíonadh.
Bíonn vitimíní agus mianraí i bplandaí go nádúrtha, agus sheachnódh tomhaltas bia úr láithreach an fhadhb stórála. Dá bhrí sin bheadh siad ina bhforlíonadh iontach do bhia reoite-triomaithe.
Rinne an spásaire Scott Kelly altranas do zinnias spáis ag fáil bháis ar ais go sláinte ar an ISS. Thóg sé bouquet de na bláthanna sa Cupola i gcoinne chúlra na Cruinne agus roinn sé an grianghraf dá Instagram do Lá Vailintín in 2016.
Leigheas
Chomh maith le vitimíní agus mianraí, sintéisíonn plandaí go leor meitibilítí tánaisteacha éagsúla. D'fhéadfadh na comhdhúile seo a bheith ina gcabhair mhór chun saincheisteanna sláinte a chosc. Mar shampla, tá baint ag folate le deisiú DNA, ach ní chomhlíontar a riachtanais ach ar 64 faoin gcéad de laethanta eitilte. Toisc gur cruthaíodh gur athraíodh go suntasach le linn eitiltí fada telomeres, deireadh crómasóim, d’fhéadfadh forlíonadh folate trí phlandaí úra cuidiú le haosú géiniteach agus tarluithe ailse a laghdú.
I measc samplaí eile, d'fhéadfadh glasraí carotenoid-saibhir cosc a chur ar shaobhadh súl de bharr microgravity, agus is féidir le aiste bia pluma triomaithe cabhrú le cosc a chur le caillteanas cnámh radaíocht-spreagtha. Tá frithocsaídeoirí i go leor plandaí a d'fhéadfadh a bheith ina gcabhair mhór chun DNA daonna a chosaint ó shócháin a tharchuirtear le radaíocht. Mar sin féin, ní leor aiste bia plandaí-bhunaithe agus ní mór réitigh eile a fhorbairt chun spásairí a chosaint ó radaíocht.
Síceolaíocht
Chomh maith le vitimíní agus mianraí, sintéisíonn plandaí go leor meitibilítí tánaisteacha éagsúla
Toisc go gcuirfidh aonrú agus achar brú suntasach ar mheabhairshláinte na spásairí, tá an béile ar cheann de na hamanna is tábhachtaí chun an giúmar a mhaolú. Trí bhia reoite-triomaithe a ithe ag gach béile cruthaítear tuirse ar an mbiachlár agus is gnách go n-itheann spásairí níos lú le himeacht ama. Is féidir an tuirse seo a laghdú trí bhia úr a ithe, go háirithe trí éagsúlacht foirme agus uigeachta a sholáthar.
Gníomhaíocht eile atá tairbheach do mheabhairshláinte na foirne ná an ghairneoireacht. Tá sé cruthaithe go bhfuil éifeachtaí an-tairbheacha ag plandaí atá ag fás, mar is féidir leis mothú a thabhairt do spásairí taisteal le píosa den Domhan. Tá roinnt staidéir tar éis iarracht a dhéanamh teacht ar na plandaí a bhfuil na héifeachtaí síceolaíochta is tairbhiúla acu, mar go bhféadfadh siad a bheith ina fhachtóir an-tábhachtach do shláinte mheabhrach na foirne. Mar shampla, d'fhéadfadh sútha talún freagraí dearfacha síceolaíochta a fheabhsú, amhail fuinneamh agus féinmheas, dúlagar agus strus a laghdú agus d'fhéadfadh coriander cáilíocht codlata a fheabhsú.
Mar sin, tá feirmeoireacht spáis plandaí-bhunaithe suimiúil ar leibhéal cothaitheach, síceolaíoch agus leighis. Mar sin féin, cuireann an easpa seomra agus na coinníollacha fáis ar leith teorainn le líon agus rogha na mbarr.
Beidh éagsúlacht ag baint le fíor-rogha na mbarr a úsáidfear, ag brath ar na critéir a scrúdaíodh agus an réimse (cothú, síceolaíocht agus leigheas) ar a dtabharfar tosaíocht. Is féidir le roinnt plandaí le seilfré fada a bheith áisiúil, mar shampla cruithneacht nó prátaí, ach tá an míbhuntáiste acu gur gá iad a chócaráil roimh ídiú. Fachtóir eile le breithniú ná an córas atáirgthe agus modh pailniú na bplandaí, toisc nach gceadaítear ainmhithe (cosúil le feithidí) ar bord.
Bunaíodh liosta de bharra féideartha le fás sa spás, cuid acu a bhí saothraithe ar bord cheana féin. Roghnaigh na húdair critéir chothaitheacha agus agranamaíocha mar uirlisí chun iad a roghnú. Mar sin, le haghaidh éifeachtaí síceolaíochta, cuireadh luach ó aon (nóiméad) go ceithre (uas) i leith blas agus cuma an bhairr nó an chuid plandaí inite.
Tábla de bharra éagsúla lena saintréithe cothaitheacha, leighis, agronomic agus síceolaíochta atá oiriúnach do mhisin fhada sa spás.
Plandaí ag fás i spásárthach
Cuireann spás dhá phríomhfhoinse struis i láthair do phlandaí: radaíocht chosmach agus microgravity.
Bíonn tionchar diúltach ag an radaíocht ar fhás plandaí agus méadaíonn sí na rioscaí a bhaineann le sócháin ghéiniteacha, mar sin ba chóir go dtabharfaí tús áite do phlandaí a chosaint ó radaíocht. Cé gur féidir radaíocht a shrianadh trí úsáid a bhaint as sciatha luaidhe agus/nó uisce, léiríonn sé seo mais bhreise le cur i bhfithis. Réiteach maith, a tháinig ó Lockheed Martin's Base Camp (2018), ná stóráil breosla a úsáid mar sciath radaíochta.
Ar an láimh eile, ní chuireann microgravity isteach go mór ar fhás plandaí, cé go bhféadfadh sé é a mhoilliú. Mar sin féin, tá difríocht idir freagra an ghléasra de réir na speiceas, toisc go mbíonn tionchar ag microgravity ar léiriú genome an ghléasra. Fuarthas amach, i microgravity, go gcuirfidh plandaí níos mó géinte a bhaineann le strus in iúl, mar shampla géinte turraing teasa, agus go méadóidh siad a dtáirgeadh próitéiní a bhaineann le strus. Thairis sin, fuarthas amach go bhfuil tiúchain éagsúla meitibilítí ag síolta agus go bhfuil moill ar phéacadh.
Bíonn tionchar ag microgravity freisin ar mhicrea-thimpeallacht an ghléasra, mar shampla easpa gluaiseachta an atmaisféar, ag cruthú comhdhéanamh atmaisféarach neamhghnách agus deacracht in uisce (le nó gan tacaíocht). Níl aon chomhiompar aeir sa spás amuigh, mar sin mura bhfuil an stáisiún fáis aeráilte a dhóthain fanfaidh aon ghás a astaíonn an gléasra thart ar a dhromchla. Tá sé léirithe go bhfuil forbairt duilleoga neamhghnácha mar thoradh ar charnadh eitiléine gásach timpeall duilleoga plandaí. Is féidir le gáis eile, cosúil le dé-ocsaíd charbóin, a bhíonn i dtiúchan ard i spásárthach, a bheith marfach do phlandaí áirithe. Tagann an fhadhb chéanna le huisciú plandaí, agus mar sin beidh gá le modh a fhorbairt nach báthaíonn na fréamhacha.
Tá sé níos deacra freagairt an ghléasra don timpeallacht spáis a mheas. Is féidir le gnéithe áirithe den timpeallacht sin, amhail spás srianta, ár rogha a dhíriú i dtreo cineálacha dwarf. Mar sin féin, braitheann roinnt gnéithe eile cosúil le freagairt an phlanda ar mhicrogravity ar speicis agus ar chineálacha. Cé gur gá leanúint ar aghaidh le turgnaimh, tá líon áirithe de phlandaí tástáladh cheana féin agus cur síos orthu mar in ann fás sa spás agus is féidir linn iad a úsáid mar bhunús.
D’fhéadfadh go dtógfadh sé fiche nó tríocha bliain d’fhorbairt seomra plandaí féinchothabhála a chlúdaíonn riachtanais chothaitheacha uile na spásairí ach d’fhéadfadh úsáid a bhaint as seomraí beaga mar bhearta comhlántacha cuidiú leis an bhfoireann le heasnaimh i vitimíní agus i gcothaithigh (a athraítear i mbia pacáistithe) agus laghdú ar thuirse aiste bia.
Mark Vande Hei, Shane Kimbrough, Thomas Pesquet, Akihiko Hoshide agus Megan McArthur ó Space X Crew-02 ag spalpadh lena mbaint de phiobair chile dearga agus glasa san ISS in 2021 don imscrúdú Plant-Habitat 04.
Córas tacaíochta beatha bith-athghiniúna
Trí bhia reoite-triomaithe a ithe ag gach béile cruthaítear tuirse ar an mbiachlár agus is gnách go n-itheann spásairí níos lú le himeacht ama
I spásárthach, tá seomra teoranta. Mar sin, braitheann rath an mhisin ar chórais athghiniúna atá leabaithe i gCórais Tacaíochta Saoil (LSS) ar féidir leo ábhar úsáidte a athchúrsáil ina ábhar inúsáidte. Táirgeann an Córas um Rialú Comhshaoil agus Tacaíochta Saoil (ECLSS) atá suiteáilte sa Stáisiún Spáis Idirnáisiúnta (ISS) ocsaigin agus uisce trí dhé-ocsaíd charbóin agus fual a athchúrsáil; beidh gá le córas comhchosúil le haghaidh eitiltí fada spáis.
Rugadh an smaoineamh LSS bith-athghiniúna (BLSS) sna 1960í chun táirgeadh bia agus athchúrsáil ábhar dramhaíola (mar shampla, ábhar faecach) don ECLSS a áireamh. D’fhéadfaí BLSS le baictéir agus algaí a úsáid chun an nítrigin i ndramhaíl soladacha a athchúrsáil ar ais go foirm inúsáidte de nítrigin orgánach a d’fhéadfadh plandaí a ionsú. D'fhorbair agus rinne Gníomhaireacht Spáis na hEorpa turgnamh de réir an phrionsabail sin – Rogha Chórais Tacaíochta Beatha Micr-Éiceolaíochta (MELiSSA) – ó na 1990idí.
Mar sin féin, agus gléasraí níos airde san áireamh sa BLSS, beidh orainn staidéar a dhéanamh ar a gcomhtháthú leis na teicneolaíochtaí rialaithe comhshaoil eile atá ann cheana, rud a léiríonn dúshlán nua. Soláthrófar faisnéis ríthábhachtach chun costas agus inbhuanaitheacht na gcóras táirgthe barra bia níos lú seo a chinneadh chun éabhlóid a dhéanamh i dtreo BLSS níos mó.
Léaráid scéimreach den dara dearadh den aonad fáis feadáin phóiriúil.
Seomra fás plandaí a fhorbairt
Is deis tarraingteach é córas hidroponic a úsáid chun barra a fhás, toisc go bhfásann sé plandaí in uisce in ionad a bheith ag brath ar chóras atá cosúil le hithreach. Cuireann an dara ceann meáchan leis an spásárthach agus an baol cáithníní ag snámh thart, dhá ghné a fhágann go bhfuil sé míbhuntáisteach. Tá éagsúlacht de chruithneacht dwarf tar éis fás cheana féin ar an nGnáthóg Ardphlandaí (APH) atá suiteáilte san ISS ag baint úsáide as córas hidroponach le córas uiscithe feadáin phóiriúil leabaithe i modúl fréimhe ina bhfuil arcillite agus leasachán mallscaoilte.
Chun gníomhaíochtaí gairneoireachta na foirne a éascú agus chun a chinntiú go bhfuil plandaí ag fás i dtimpeallacht optamach, ní mór do ríomhaire monatóireacht iomlán a dhéanamh ar thimthriall cultúrtha na mbarr. Rinneadh tástáil ar a leithéid de chóras monatóireachta in 2018 san Antartaice. Trí chóras uathoibrithe a úsáid chun barra a fhás, cinnteofar go mbainfidh an criú leas as láithreacht plandaí sa spásárthach (trí iad a ionramháil) agus go seachnófar ceist na talmhaíochta a bheith ró-íditheach. Go deimhin, níl an seomra atá ag teastáil chun plandaí a fhás sainithe go beacht go fóill agus léirigh roinnt turgnamh i dtimpeallachtaí cosúil le spás (cosúil le HI-SEAS) gur féidir leis an ngníomhaíocht seo éirí fada.
Tá sé cruthaithe go bhfuil éifeachtaí thar a bheith tairbheach ag plandaí atá ag fás, mar is féidir leis mothú a thabhairt do spásairí taisteal le píosa den Domhan
Ar deireadh, is sampla iontach é Córas Táirgthe Glasraí NASA, nó Veggie, (a seoladh in 2014), a sholáthraíonn limistéar fáis de 0.11 m², d'aonad fáis plandaí a d'fhéadfaí a úsáid ar bord spásárthach, mar go ndearnadh tástáil air cheana féin ar an ISS. I dtéarmaí riachtanais an tsolais, úsáidtear stiúir le dhá thonnfhad éagsúla: dearg (630 nm) agus gorm (455 nm) de réir mar a fhásann plandaí níos éifeachtaí faoi na tonnfhaid seo. D'fhéadfadh go mbeadh LED glas ag teastáil freisin chun a dhath nádúrtha a thabhairt don phlanda, rud a éascaíonn aithint na ngalar agus a chuirfeadh criú an Domhain i gcuimhne.
Mizuna (cabáiste Seapánach), leitís romaine dearg agus Tokyo bekana (cabáiste Sínis) a fhástar in aonad Veggie san ISS.
Cruthaíonn coinníollacha spáis strus do dhaoine agus do phlandaí araon, agus mar sin tá staidéar á dhéanamh faoi láthair ar dhearadh plandaí atá in ann fás sa spásárthaí agus cuid den strus a bhaineann le spásairí a mhaolú.
Sainaithníodh géinte a bhfuil baint acu le freagairtí struis plandaí ach chun na héifeachtaí sin a laghdú nó a mhaolú ní mór d'eolaithe slonn na ngéinte atá ann cheana a mhodhnú nó géinte oiriúnú spáis a chur isteach sna géanóim. Is féidir é seo a bhaint amach trí úsáid a bhaint as eagarthóireacht ghéinte agus sainaithníodh agus rinneadh staidéar sonrach ar roinnt géinte iarrthóra cheana féin. Mar shampla, tá baint ag ARG1 (Freagra Athraithe ar dhomhantarraingt 1), géine a bhfuil aithne uirthi go n-imríonn sí tionchar ar fhreagraí domhantarraingthe i bplandaí ar an Domhan, le léiriú 127 géin a bhaineann le hoiriúnú don spáseitilt. Fuarthas amach go raibh an chuid is mó de na géinte a athraíodh sa chaint sa spáseitilt ag brath ar Arg1, rud a thugann le tuiscint go raibh ról mór ag an géine sin in oiriúnú fiseolaíoch cealla neamhdhifreáilte don spáseitilt. Tá éifeacht shuntasach ag HsfA2 (Fachtóir Turraing Teas A2) ar oiriúnú spáseitilt, mar shampla trí bhithsintéis stáirse. Is é an cuspóir lagú a dhéanamh ar ghéinte as cúis le strus agus cinn tairbheacha a chur chun cinn.
Is fiú go mór staidéar a dhéanamh ar ghéinte eile, ar a dtugtar géinte oiriúnaithe spáis, amhail géinte a bhaineann le radaíocht, sceachlorate, dwarfism agus fuar-theocht, mar go gcabhródh siad le plandaí seasamh in aghaidh coinníollacha crua an spáis. Mar shampla, tá géinte ag miocrorgánaigh atá oiriúnaithe do thimpeallachtaí hipearsailín le haghaidh frithsheasmhacht in aghaidh UV agus frithsheasmhacht in aghaidh sárchlóra. Tá go leor cineálacha corracha (eg cruithneacht) saothraithe cheana féin ar an ISS agus d’fhéadfaí an tráta silín corrach ‘Red Robin’ a fhás san ISS mar chuid de thurgnamh Veg-05 NASA.
Is féidir linn freisin plandaí a dhearadh do shláinte na spásairí. Is bealaí féideartha iad chun carnadh comhdhúile tairbhiúla a chur chun cinn, plandaí inite corp iomlán a dhéanamh chun dramhaíl a laghdú, nó plandaí a dhearadh chun drugaí a tháirgeadh i gcoinne fo-iarmhairtí spáis ar spásairí chun plandaí a dhéanamh úsáideach don fhoireann.
Baineadh leas as straitéis Gléasra Inite agus Mionlach Corp Uile (WBEEP) ar phlandaí prátaí, ag déanamh gais agus duilleoga prátaí inite tríd an solanín a bhaint astu. Chun a tháirgeadh a chosc, déantar na géinte a tháirgeann é a chur ina thost nó a shóchán trí eagarthóireacht géine. Tá buntáistí ag baint leis an bprátaí WBEEP seo a chruthú mar is planda é a shaothraítear go héasca agus is foinse mhaith fuinnimh é agus tá sé cruthaithe aige go bhfuil sé in ann fás i gcoinníollacha deacra mar spás. Neartaíodh na plandaí freisin chun freastal go hiomlán ar riachtanais chothaitheach an chorp daonna.
Bíonn tionchar diúltach ag an radaíocht ar fhás plandaí agus méadaíonn sí na rioscaí a bhaineann le sócháin ghéiniteacha, mar sin ba cheart go dtabharfaí tosaíocht do phlandaí a chosaint ó radaíocht
Ceann de na príomh-shaincheisteanna do shláinte spásairí i microgravity ná caillteanas dlús cnámh. Déantar ár gcnámha a chothromú i gcónaí idir fás agus resorption, rud a ligeann do chnámha freagairt do ghortú nó d'athruithe aclaíochta. Cuireann caitheamh ama i micreagravity isteach ar an gcothromaíocht seo, ag sleamhnú cnámha i dtreo an t-athchúrsála, agus mar sin cailleann spásairí mais chnámh. Is féidir é seo a chóireáil le druga ar a dtugtar hormone parathyroid, nó PTH, ach éilíonn sé instealltaí rialta agus tá seilfré an-ghearr aige, rud a chuireann fadhbanna ar eitiltí spáis fada. Mar sin, rinneadh innealtóireacht ar leitís trasgenach a tháirgeann PTH.
Tá dearadh plandaí atá in ann fás sa spás agus a bheith úsáideach do spásairí fós ina chéim luath taighde. Mar sin féin, tá na hionchais an-dearfach agus tá staidéar á dhéanamh ag gach gníomhaireacht spáis mhór. Tá obair fós ag teastáil chun seomra fáis plandaí a thógáil i dtimpeallacht neamhfháilteach an spáis. Ar cheann de na dúshláin a bheidh ann beidh an chuid bith-athghiniúna den BLSS a chur leis an LSS atá ann cheana féin. Dúshlán eile is ea an gá atá le rogha níos fearr de bharra a fhás ar bord chun coinníollacha spáis a sheasamh agus chun torthaí suntasacha a thairiscint. Ach a bhuíochas le scaipeadh an eolais i pórú plandaí, ligfidh eagarthóireacht ghéine sna barra roghnaithe iad a oiriúnú tuilleadh do choinníollacha spáis agus riachtanais chothaithe agus sláinte criú a mheaitseáil.
Foinse: https://room.eu.com