Γιατί το πρώτο φυτό που αναπτύχθηκε στη Σελήνη είναι ένα σημαντικό ορόσημο στην εξερεύνηση του διαστήματος

Στις 3 Ιανουαρίου, το Chang'e 4 της Κίνας έγινε το πρώτο σεληνιακό σκάφος που προσγειώθηκε στην μακρινή πλευρά της Σελήνης. Δύο εβδομάδες αργότερα, ο ανιχνευτής πέτυχε άλλη μια πρώτη φορά όταν έστειλε μια κοκκώδη φωτογραφία που δείχνει μικροσκοπικούς πράσινους βλαστούς να φυτρώνουν από έναν σπόρο βαμβακιού που ήταν αποθηκευμένος μέσα στο πείραμα της βιόσφαιρας του σεληνιακού μικροοικοσυστήματος.

Ωστόσο, η επιτυχία ήταν βραχύβια:στις 16 Ιανουαρίου αναφέρθηκε ότι το γύρισμα δεν κατάφερε να επιβιώσει από την παγωμένη θερμοκρασία της σεληνιακής νύχτας. Κανένας από τους άλλους οργανισμούς επί του σκάφους –πατάτες, ελαιοκράμβη, κάρδαμο ποντικιού, μαγιά ή αυγά μύγας φρούτων– δεν έδειξε σημάδια ζωής και το πείραμα διακόπηκε μόλις λίγες ημέρες μετά την προγραμματισμένη περίοδο των 100 ημερών.

Λίγο μετά την προσγείωση, η βιόσφαιρα των 3 κιλών, 18 εκατοστών ενεργοποιήθηκε, η εσωτερική θερμοκρασία ρυθμίστηκε στους 24°C και οι σπόροι ποτίστηκαν. Δώδεκα ημέρες αργότερα, το Ερευνητικό Ινστιτούτο Προηγμένης Τεχνολογίας στο Πανεπιστήμιο Chongqing ανέφερε ότι ο σπόρος του βαμβακιού είχε φυτρώσει και κυκλοφόρησε μια εικόνα του βλαστού. Ακολούθησε μια δεύτερη φωτογραφία 24 ώρες αργότερα που έδειχνε ότι η λήψη είχε χαθεί (παραπάνω).

Διαβάστε περισσότερα:

• Chang'e 4:πώς μας μιλά το προσεδάφιο της Κίνας από την μακρινή πλευρά της Σελήνης
• Lunar Orbital Platform-Gateway:ο επόμενος διαστημικός σταθμός θα κάνει τροχιά γύρω από τη Σελήνη

Η επιτυχής συγκομιδή φυτών θεωρείται ζωτικό μέρος οποιασδήποτε προσπάθειας δημιουργίας μόνιμης βάσης στη Σελήνη ή ακόμη και μακροπρόθεσμων αποστολών, όπως μια επανδρωμένη αποστολή στον Άρη.

Αν και το πείραμα Lunar Micro Ecosystem τελικά δεν διεξήχθη για όσο διάστημα είχε προγραμματιστεί, εξακολουθεί να αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στις προσπάθειές μας να παρέχουμε εξερευνητές εκτός κόσμου. Σαν μια αυτοματοποιημένη, μινιατούρα εκδοχή του χαρακτήρα του Ματ Ντέιμον στην ταινία The Martian , αυτή η σφραγισμένη βιόσφαιρα μπόρεσε για λίγο να αναπτύξει φυτά στην επιφάνεια ενός άλλου κόσμου.

Προηγούμενα πειράματα διαστημικής γεωργίας έχουν επικεντρωθεί σε δύο κύριες προσεγγίσεις:είτε δοκιμή ανάπτυξης φυτών στο περιβάλλον μικροβαρύτητας του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού (ISS) είτε πειράματα στη Γη που περιλαμβάνουν τη διερεύνηση του πόσο καλά αναπτύσσονται διαφορετικές καλλιέργειες σε προσομοιωμένα σεληνιακά ή αρειανά εδάφη. /P>

Το πρόβλημα με το περιβάλλον μικροβαρύτητας των διαστημικών σκαφών όπως ο ISS είναι ότι οι σπόροι των φυτών πρέπει να αισθάνονται την κατεύθυνση της βαρύτητας για να γνωρίζουν με ποιον τρόπο να στείλουν τις ρίζες και τους βλαστούς τους. Ο ISS δεν διαθέτει επίσης θερμοκήπιο επί του σκάφους για να εισχωρήσει το φυσικό φως του ήλιου, επομένως αυτά τα πειράματα γεωργίας μικρής κλίμακας πρέπει να διεξάγονται υπό τεχνητό ηλεκτρικό φωτισμό:κόκκινα και μπλε LED που δίνουν σε αυτά τα πειράματα μια τρομερή ματζέντα λάμψη.

Χρησιμοποιώντας το Σύστημα Παραγωγής Λαχανικών του ISS (Veggie), για παράδειγμα, οι αστροναύτες μπόρεσαν να καλλιεργήσουν με επιτυχία κόκκινο μαρούλι ρομά στο διάστημα. Οι πρώτες καλλιέργειες που καλλιεργήθηκαν με επιτυχία χρησιμοποιώντας το σύστημα Veggie εμφανίστηκαν το 2014. Τα προϊόντα συγκομίστηκαν, καταψύχθηκαν και μεταφέρθηκαν πίσω στη Γη για δοκιμή, αλλά το 2015 οι αστροναύτες μπόρεσαν να φάνε πραγματικά τη διαστημική σαλάτα που είχαν καλλιεργήσει. Και το 2016, Αμερικανοί αστροναύτες στον ISS δημοσίευσαν φωτογραφίες του λουλουδιού ζίνια που έθρεψαν. Οι αστροναύτες του ISS προσπαθούν τώρα να καλλιεργήσουν άλλες καλλιέργειες όπως το νάνο σιτάρι.

Εν τω μεταξύ, άλλα πειράματα στο έδαφος προσπαθούσαν να δουν εάν φυτά μπορούν να αναπτυχθούν σε εδάφη όπως αυτά που υπάρχουν στη Σελήνη ή τον Άρη. Προηγούμενες διαστημικές αποστολές έχουν μετρήσει τη σύνθεση των κονιωδών ρεγολίθων της επιφάνειας της Σελήνης και του Άρη, και έτσι μπορούν να αναδημιουργηθούν ως προσομοιάζοντα εδάφη στο εργαστήριο.

Για παράδειγμα, το 2014 επιστήμονες στο Ολλανδικό Πανεπιστήμιο και Ερευνητικό Κέντρο Wageningen δοκίμασαν πολλά άγρια ​​ζιζάνια καθώς και καλλιέργειες στην εξωγήινη βρωμιά τους ersatz. Αλλά τα σπορόφυτα τα πήγαν άσχημα, αν είχαν καταφέρει να βλαστήσουν καθόλου. Οι ερευνητές συνειδητοποίησαν ότι το «ωμό» σεληνιακό ή αρειανό έδαφος, φτιαγμένο μόνο από θρυμματισμένα πετρώματα, είναι πολύ κακό στο να συγκρατεί νερό ή να παρέχει βασικά θρεπτικά συστατικά. Όταν προσπάθησαν ξανά με λίγη οργανική ύλη αναμεμειγμένη, πολύ περισσότερο σαν το χώμα που βρέθηκε σε έναν κήπο στη Γη, πέτυχαν πολύ καλύτερα αποτελέσματα. Δέκα είδη, συμπεριλαμβανομένων των μπιζελιών και των ντοματών, απέδωσαν προϊόντα.

Ακούστε το Science Focus Podcast :

• Η νοοτροπία πίσω από την προσγείωση στη Σελήνη – Richard Wiseman
• Τι θα μας πει το InSight της NASA για τον Άρη – Bruce Banerdt

Ένα πρόβλημα που δεν έχει ακόμη επιλυθεί είναι ότι ο σεληνιακός και ο αρειανός ρεγολίθος περιέχουν πολλά βαρέα μέταλλα και έτσι τα φυτά που αναπτύσσονται σε αυτά και απορροφούν αυτά τα στοιχεία μέσω των ριζών τους θα μπορούσαν να είναι πολύ τοξικά για να καταναλωθούν από τους αστροναύτες.

Αλλά το πείραμα Chang'e είναι η πρώτη φορά που επιχειρήθηκε ποτέ ανάπτυξη φυτών στην επιφάνεια ενός άλλου κόσμου. Και ήταν πρωτοποριακό και για έναν άλλο λόγο. Οι περισσότερες μελέτες μέχρι στιγμής έχουν επικεντρωθεί στην καλλιέργεια μόνο μερικών τύπων φυτών μεμονωμένα, αλλά το Σεληνιακό Μικρο Οικοσύστημα προσπαθούσε να δημιουργήσει μια γνήσια συνέργεια μεταξύ των διαφορετικών ειδών που διατηρούσε ζωντανά. Τα φυτά που αναπτύσσονται για να παρέχουν οξυγόνο και τροφή στις μύγες, αυτά τα έντομα αναπνέουν για να απελευθερώσουν διοξείδιο του άνθρακα για τα φυτά και η μαγιά που διασπάται και ανακυκλώνεται και όταν πέθαναν:ένα αυτόνομο μίνι οικοσύστημα πρωτογενών παραγωγών, καταναλωτών και αποικοδομητών.

Είναι αυτό το είδος οικολογικής προσέγγισης «κλειστού βρόχου» που είναι ακριβώς αυτό που θα απαιτηθεί για τον μακροπρόθεσμο ανθρώπινο αποικισμό του διαστήματος. Προς το παρόν, τροφή τροφοδοτείται τακτικά στον διαστημικό σταθμό με εκτοξεύσεις πυραύλων, αλλά αυτό θα ήταν απίστευτα ακριβό για την υποστήριξη της μακροχρόνιας ανθρώπινης κατοίκησης στη Σελήνη ή τον Άρη. Στο μέλλον θα πρέπει να γίνουμε διαστημικοί αγρότες και το πείραμα Chang'e είναι ένα σημαντικό βήμα προς αυτό.

Η επόμενη αποστολή της Κίνας, Chang'e 5, η οποία έχει προγραμματιστεί να εκτοξευτεί τον Δεκέμβριο, θα επιχειρήσει να συλλέξει δείγματα σεληνιακού βράχου και εδάφους από την επιφάνεια της Σελήνης και να τα επιστρέψει στη Γη. Υπάρχουν επίσης ψίθυροι ότι η κινεζική Εθνική Διαστημική Διοίκηση σχεδιάζει να κατασκευάσει έναν διαστημικό σταθμό κοντά στη Σελήνη μέσα στην επόμενη δεκαετία.

Αυτό είναι απόσπασμα από το τεύχος 332 του BBC Focus περιοδικό.

Εγγραφή και παραλάβετε το πλήρες άρθρο στην πόρτα σας ή κατεβάστε το BBC Focus εφαρμογή για να το διαβάσετε στο smartphone ή το tablet σας. Μάθετε περισσότερα

Ακολουθήστε το Science Focus στο Twitter, το Facebook, το Instagram και Flipboard