تدور وكالة ناسا حول حل التحديات ، والهدف من وجود طويل الأمد في الفضاء ، أو مستعمرة على كوكب المريخ أو بعض العالم الآخر ، مليء بالتحديات ، بما في ذلك ضرورة زراعة الطعام. يعمل العلماء في Kennedy Advanced Life Support Research على مشروع Prototype Lunar / Mars Greenhouse Project لمحاولة مواجهة هذا التحدي.
يدور مشروع النموذج الأولي للقمر / المريخ (PLMGP) حول زراعة الخضروات لرواد الفضاء أثناء الإقامة الطويلة على القمر أو على المريخ أو في أي مكان لا يمكن إعادة تزويدهم به من الأرض. بالإضافة إلى زراعة الغذاء ، يهدف المشروع إلى فهم كيف يمكن لنظم زراعة الغذاء أيضًا أن تكون جزءًا من أنظمة دعم الحياة.
"يستخدم النهج النباتات لفرك ثاني أكسيد الكربون ، مع توفير الغذاء والأكسجين." - د. راي ويلر
"نحن نعمل مع فريق من العلماء والمهندسين والشركات الصغيرة في جامعة أريزونا لتطوير نظام حلقة مغلقة. وقال الدكتور راي ويلر ، كبير العلماء في مركز أبحاث الحياة المتقدمة لدعم الحياة في كينيدي ، إن هذا النهج يستخدم النباتات لفرك ثاني أكسيد الكربون ، مع توفير الطعام والأكسجين.
النموذج الأولي نفسه عبارة عن نظام قابل للنفخ وقابل للنشر يطلق عليه الباحثون نظام دعم الحياة التوليدي الحيوي. أثناء زراعة المحاصيل ، يقوم النظام بإعادة تدوير المياه ، وإعادة تدوير النفايات ، وتنشيط الهواء.
النظام مائي ، لذلك لا حاجة للتربة. المياه التي يتم إحضارها في مهام أو يتم تجميعها في الموقع - على القمر أو في المريخ على سبيل المثال - يتم إثرائها بأملاح المغذيات ، وتتدفق باستمرار من خلال أنظمة جذر النبات. يتم إعادة تدوير الهواء في النظام أيضًا. يقوم رواد الفضاء بإخراج ثاني أكسيد الكربون الذي تمتصه النباتات. من خلال التمثيل الضوئي ، تنتج النباتات الأكسجين لرواد الفضاء.
قال الدكتور جين جياكوميلي ، مدير مركز زراعة البيئة الخاضعة للرقابة في جامعة أريزونا: "نحن نحاكي ما سيكون للنباتات لو كانت على الأرض واستفادت من هذه العمليات لدعم الحياة". "إن النظام الكامل لظاهرة الاحتباس الحراري القمري يمثل ، بطريقة صغيرة ، الأنظمة البيولوجية الموجودة هنا على الأرض."
"إن النظام الكامل لظاهرة الاحتباس الحراري القمري يمثل ، بطريقة صغيرة ، الأنظمة البيولوجية الموجودة هنا على الأرض." - د. جين جياكوميلي
جزء أساسي من نظام مثل هذا هو معرفة ما سيجلبه رواد الفضاء معهم ، وما هي الموارد التي يمكنهم العثور عليها في وجهتهم. يشمل ذلك نوع النباتات والبذور التي ستكون هناك حاجة إليها ، بالإضافة إلى كمية المياه التي قد تكون متاحة بمجرد وصول رواد الفضاء إلى وجهتهم. كما يجري البحث وتطوير طرق استخراج المياه على سطح المريخ أو القمر.
حتى لو أمكن العثور على المياه اللازمة في الموقع على سطح المريخ والقمر ، فإن هذا بالكاد يعني أنها أماكن سهلة لزراعة الطعام. يجب حماية رواد الفضاء من الإشعاع ، وكذلك المحاصيل. يجب أن تدفن غرف الدفيئة تحت الأرض ، مما يعني أن أنظمة الإضاءة المتخصصة مطلوبة أيضًا.
قال الدكتور ويلر: "لقد نجحنا في استخدام إضاءة الصمام الثنائي الباعث للضوء الكهربائي لزراعة النباتات". "لقد قمنا أيضًا باختبار الهجينة باستخدام الإضاءة الطبيعية والاصطناعية." يمكن التقاط الضوء الشمسي بمكثفات الضوء التي تتعقب الشمس ثم تنقل الضوء إلى الغرفة باستخدام حزم الألياف البصرية.
هذه الأنظمة ليست تجربة ناسا الأولى في زراعة المحاصيل في الفضاء. كانت التجارب على متن محطة الفضاء الدولية (ISS) جزءًا مهمًا من البحث في إنتاج المحاصيل في البيئات غير الأرضية. كان نظام نمو النبات النباتي هو أول محاولة لوكالة ناسا ، وحصد رواد الفضاء الخس بنجاح من هذا النظام.
الأرض لديها أنظمة راسخة للحفاظ على الحياة ، وهذا المشروع يدور حول نقل بعض ذلك إلى وجهات بعيدة في الفضاء.
قال ويلر ، "أعتقد أنه من المثير للاهتمام أن نأخذ أننا نأخذ رفقائنا الأرضيين معنا". "في حين أنه قد تكون هناك طرق للهندسة حولها من حيث التستيف وإعادة الإمداد ، إلا أنها لن تكون مستدامة. توفر البيوت الزجاجية نهجًا أكثر استقلالية للاستكشاف طويل المدى على القمر والمريخ وما بعده. "
