کشاورزی در فضا(بخش دوم)
کشاورزی در فضا(بخش دوم):
حرکت انسان ها قاره به قاره و کشف مکان های جدید برای ادامه حیات همیشه به همراه گیاهان بوده است، سفر از زمین به دیگر نقاط راه شیری نیز از این قضیه مستثنی نیست.
آنا لیزا پل، یکی از مدیران آزمایشگاه گیاهان فضایی دانشگاه فلوریدا می گوید: «گیاهان چیزهایی هستند که ما به عنوان کاوشگر با خود می بریم. آنها بخشی از میراث اصلی ما هستند، چه باور داشته باشیم چه نه.”
در تمام سفر های کوتاهی که تاکنون به فضا انجام شده است، فضانوردان تقریباً به طور کامل خود را با مواد غذایی بسته بندی شده حفظ کرده اند. اما اگر انسانها امیدوار باشند که زیستگاههای طولانیمدت در ماه یا مریخ ایجاد کنند، سلامت جسمی و روانی آنها وابسته به گیاهان می شود.
چگونه در فضا کشاورزی کنیم؟
ناسا برای پیشبرد کشاورزی فضایی تلاش کرده است، بطوریکه امروزه یک مجموعه گیاهی قوی به عنوان سیستم چندمنظوره حیاتی نهایی، تولید کالری و مواد مغذی برای خوردن، ساخت اکسیژن برای تنفس و گرفتن دی اکسید کربن از هوا عمل می کند، را دارا است.
با تکیه بر تحقیقات شوروی، ناسا برنامه های کشاورزی (کشاورزی در فضا(بخش دوم)) مختلفی را در دهه های 1980 و 1990 تأمین مالی کرد. در همکاری با دانشگاه ویسکانسین، محققان کشف کردند که میتوانند چراغهای رشتهای داغ و دست و پا گیر را با ترکیب خاصی از چراغهای LED جایگزین کنند. الایدیهای قرمز که از نظر انرژی کارآمدتر بودند، به گیاهان اجازه فتوسنتز میدادند. اما گیاهان نیز به نور آبی نیاز داشتند، در غیر این صورت بیش از حد بلند و کشیده میشوند. این کار منجر به ثبت اختراع شد و مزارع داخلی امروزی اغلب گیاهان را با رژیم غذایی مشابهی از فوتونهای قرمز و آبی تغذیه میکنند به همین دلیل است که مزارع داخلی اغلب در نور بنفش غرق شدهاند.
-
محصول کتاب کشاورزی هوشمند
کشاورزی در فضا(بخش دوم) :
کشاورزی عمودی
در اواخر دهه 1980، ریموند ویلر روی یک تیم KSC کار کرد که گندم، سیب زمینی، سویا و سایر محصولات را با ریشه های غوطه ور در یک محلول مغذی، بر روی چهار ردیف قفسه در داخل یک محفظه بزرگ استوانه ای کشت می کرد که احتمالاً این اولین کشاورزی عمودی است. سیستمی که اکنون به یک صنعت چند میلیارد دلاری تبدیل شده است.امروزه با استفاده از کشاورزی عمودی در صنعت کشاورزی فضایی عملکردی بهتر و حجم تولید بیشتری بدست آورد.
کشاورزی در فضا(بخش دوم):
خاک ماه و کشاورزی در قطب جنوب
در 12 مه 2022، تیمی از دانشمندان اعلام کردند که با موفقیت گیاهانی را با استفاده از خاک ماه در طی ماموریت های ماه آپولو جمع آوری شده پرورش داده اند. اما این اولین بار نیست که دانشمندان تلاش میکنند گیاهانی را در خاکهایی بکارند که معمولاً از حیات پشتیبانی نمیکنند.
چگونگی رشد گیاهان و مواد غذایی در مناطق دوردست جنوبی زمین، بیش از 120 سال است که یک منطقه فعال تحقیقاتی صورت گرفته است. این تلاشها به درک بیشتر چالشهای کشاورزی در محیطهای سخت کمک کرده و در نهایت منجر به کشت گیاهان محدود، اما موفق در قطب جنوب شده است، به ویژه پس از دهه 1960، دانشمندان به طور صریح به این تحقیق به عنوان پله ای برای سکونت انسان در فضا نگاه کردند.
کشاورزی در فضا(بخش دوم):
تکنیک های مدرن کشاورزی
در دهه 1940، بسیاری از کشورها شروع به راه اندازی ایستگاه های تحقیقاتی طولانی مدت در قطب جنوب کردند. از آنجایی که رشد گیاهان در بیرون غیرممکن بود، برخی از افرادی که در این ایستگاهها زندگی میکردند و ساختن گلخانهها را برای تأمین غذا و رفاه احساسی به عهده گرفتند. اما آنها به زودی متوجه شدند که خاک قطب جنوب برای بیشتر محصولات زراعی فراتر از خردل و شاهی بسیار بی کیفیت است و معمولاً پس از یک یا دو سال باروری خود را از دست می دهد. از دهه 1960، مردم به روش هیدروپونیک بدون خاک روی آوردند، سیستمی که در آن گیاهانی را با ریشه های غوطه ور در آب تقویت شده شیمیایی تحت ترکیبی از نور مصنوعی و طبیعی پرورش می دهید.
کشاورزی در فضا(بخش دوم):
ربات های قطب جنوب و پرورش محصولات کشاورزی هوشمند برای دنیاهای دیگر
مرکز هوافضای آلمان (DLR) در پاییز 2017 کانتینرهای حمل و نقل دوقلو را به قطب جنوب فرستاد که به منزله یک شبه سازی و تمرین برای دنیایی دیگر بود.
گلخانه EDEN-ISS قطب جنوب که اکنون وارد چهارمین فصل رشد خود می شود، همچنان ثابت می کند که برای تولید سبزیجات نیازی به زمین حاصلخیز یا حتی نور خورشید نیست. این روش مبتنی بر ترکیب LED است که توسط آزمایشهای اولیه ناسا طبق نیازهای هر سبزی خاص با آرایههای قابل برنامهریزی نورهای قرمز و آبی ایجاد شده است.
ریشهها از میان بسترهای مواد معدنی فیبری فرو میروند و در سینیهای خالی زیر آن آویزان میشوند، جایی که نازلهای خودکار هر چند ثانیه یکبار آنها را با یک غبار غنی از مواد مغذی اسپری میکنند. آب تا حد زیادی بازیافت می شود، مگر زمانی که محلول مغذی تخلیه می شود و نیاز به تخلیه و تعویض هر چند ماه یکبار دارد. کل سیستم به ایستگاه تحقیقاتی Neumeyer III آلمان متصل میشود، که به طور مداوم حدود 10 کیلووات برق را از آن میگیرد که هم اندازه مصرف هشت خانوار ایالات متحده است.
کشاورزی در فضا(بخش دوم)
کاشت فلفل در ایستگاه فضایی بین المللی و شروع کشاورزی در فضا
فلفل چیلی در یک محیط ریزگرانشی کنترل شده در ایستگاه فضایی بین المللی رشد کرد. اما برای توسعه کشاورزی دور از زمین، ناسا باید خارج از چارچوب فکر کند.
از 26 فلفل موجود در این مرکز فضایی، تنها 14 فلفل مرغوب برای مصرف در ایستگاه فضایی بین المللی است و بقیه در فویل پیچیده میشوند، در کیسه Ziploc مهر و موم میشوند، سپس با دمای 80- درجه منجمد میشوند تا زمانی که بتوانند در کپسول باری بعدی که بعداً مورد مطالعه قرار میگیرد، به زمین برگردند. اکنون پس از یک چرخه رشد 138 روزه، فضانوردان گیاهان را از ماژول خارج کرده و آنها را زباله می کنند و در اینجا پروژه Plant Habitat-04 تکمیل شده است.
از سال 2014، ناسا با کاشت کاهو، براسیکا و زینیا در فضا آزمایش کرده است، تلاشی که در ساخت بیش از 50 سال بر فناوری بسیار تخصصی متکی است. دو برداشت موفق فلفل پاییز 2021، در ماه های اکتبر و نوامبر، داده هایی را در مورد مزایای تغذیه ای و روانی کشت سبزیجات در صنعت و همچنین توانایی محصول برای تولید قابل اعتماد در بلندمدت در ریزگرانش ارائه می دهد. در حالی که کشاورزی در محیطی کنترل شده جدید نیست، آزمایش APH نشان دهنده یک تحول در زیستگاه های رشد تخصصی است. که هدف آن بازآفرینی شرایط زمین نیست، بلکه کامل کردن هر یک از متغیرهای جدا شده رشد گیاهان در محیط بالینی یک سفینه فضایی است.
لاشل اسپنسر، دانشمند گیاهی در مرکز فضایی کندی ناسا، میگوید: «زیستگاه گیاهان پیشرفته، پیچیدهترین سیستم رشد گیاهان در مدار امروزی است. بیش از 180 حسگر که بر دما، رطوبت و دی اکسید کربن کنترل و نظارت می کنند. فضانوردان می توانند رنگ و شدت نور و میزان رطوبت دریافتی ریشه گیاهان را تنظیم کنند.
محصولات شرکت دانش بنیان پرتوتاپ رایان
برای دریافت اطلاعات بیشتر وارد شوید و فرم های زیر را تکمیل بفرمایید
