Proboj u svemirskim istraživanjima…

U siječnu 2019. godine, kineska svemirska sonda Chang’e-4 uspješno je sletjela na tamnu stranu Mjeseca, rasporedivši sa sobom rover Yutu. Osim brojnih znanstvenih instrumenata, rover je nosio i poseban teret – Biološki eksperimentalni teret. Tijekom narednih osam dana, ovaj teret je realizirao izuzetno važan eksperiment u kojem su znanstvenici pokušali uzgojiti prve biljke na Mjesecu. U teret su bili uključeni sjemenke pamuka, krumpira, arabidopsisa i uljane repice, zajedno s jajašcima mušica, kvascem i 18 ml vode, sve pod konstantnim atmosferskim tlakom.

Rezultati ovog eksperimenta imaju ključnu ulogu u razumijevanju i razvoju budućih Bioregenerativnih sustava životne podrške, koji će biti neophodni za misije i staništa izvan Niske Zemljine orbite. Znanstvenici iz Kine su nedavno objavili studiju koja detaljno analizira provedeni eksperiment, njegove rezultate i potencijalne implikacije za buduće misije na Mjesec, Mars i druge destinacije u svemiru. Kroz svoja istraživanja zaključili su da biljke mogu uspjeti rasti na Mjesecu, unatoč intenzivnom zračenju, niskoj gravitaciji i produženim periodima jakog svjetla.

Istraživački tim bio je sastavljen od stručnjaka iz Centra za svemirska istraživanja, Fakulteta za aeronautiku, te Laboratorija za biologiju i genetsko inženjerstvo na Sveučilištu u Chongqingu, kao i Sveučilišta za elektroničku znanost i tehnologiju u Kini i Laboratorija za svemirsku biologiju na Kineskoj akademiji poljoprivrednih znanosti u Chengduu.

Rezultati njihove analize objavljeni su u dva znanstvena članka, 20. lipnja u časopisu Microgravity Science and Technology te 17. listopada u Acta Astronautica.

Uzgoj biljaka na Mjesecu, Marsu i u svemirskim staništima

Uzgoj biljaka na Mjesecu, Marsu i u svemirskim staništima od izuzetne je važnosti iz više razloga. Biljke ne samo da pružaju izvor hrane i smanjuju potrebu za dostavom potrepština sa Zemlje, već također pretvaraju ugljični dioksid u kisik, pomažu u recikliranju otpada i pridonose psihološkom blagostanju članova posade. Za razliku od konvencionalnih sustava kontrole okoliša i životne podrške, koji se oslanjaju na mehaničke komponente koje s vremenom mogu propasti, bioregenerativni sustavi imaju sposobnost samoobnove.

Ova činjenica čini tehnologiju BLSS-a idealnom za misije u duboki svemir, gdje će mogućnosti za ponovnu opskrbu biti ograničene. Astronauti su već godinama provodili eksperimente na Međunarodnoj svemirskoj postaji, uključujući uzgoj biljaka i algi – kroz programe poput sustava za proizvodnju povrća, pasivnog orbitalnog sustava za isporuku hranjivih tvari naprednog staništa za biljke i upravitelja stvarnog vremena avionike staništa za biljke. Međutim, još uvijek nije potpuno jasno kako će prirodno okruženje izvanzemaljskih tijela utjecati na funkcionalnost Bioregenerativnih sustava životne podrške.

Glavni autor istraživanja, profesor Xie Gengxin, također glavni znanstvenik koji stoji iza Biološkiog eksperimentalnog tereta, istaknuo je za Universe Today putem maila važnost sposobnosti uzgoja biljaka u svemiru za uspostavu baza izvan Zemlje:

“Kada budemo uspostavljali život na Mjesecu, Marsu i drugim izvanzemaljskim planetima, bit će nemoguće transportirati sve potrebne resurse sa Zemlje. Korištenje lokalnih resursa za proizvodnju kisika i hrane bit će od ključne važnosti, što predstavlja prvi korak prema uspostavi dugoročnog preživljavanja. Stoga su eksperimenti s uzgojem biljaka iznimno važni.”

Eksperimenti i perspektive za budućnost

Teret, razvijen na Sveučilištu u Chongqingu, bio je prvi biološki eksperiment proveden na tamnoj strani Mjeseca. Cilj eksperimenta bio je istražiti učinke uvjeta na površini Mjeseca (niska gravitacija, intenzivno zračenje, intenzivno svjetlo) na rast i zdravlje zemaljskih organizama. Teret je bio težak 2.608 kg i imao je dimenzije od 198 mm u visinu i 173 mm u promjeru, pružajući ukupni volumen od 0,82 litre.

Kapacitet tereta omogućio je uzgoj samo jedne vrste biljaka a odabir je pao na sjeme pamuka. Zemlja u kojoj su biljke rasle bila je smještena u vreći s hranjivim tvarima, osiguravajući biljkama sve neophodne elemente. Voda je bila distribuirana kroz sofisticirani sustav cjevovoda a stanice su bile osvijetljene nizom LED dioda, omogućujući proces fotosinteze. Atmosferski uvjeti održavani su na 1 bara (100 kPa) tlaka, s kisikom, dušikom i ugljičnim dioksidom u omjerima sličnim zemaljskima.

Iako su biljke pamuka uspjele proklijati, njihov razvoj bio je ograničen na nekoliko dana zbog ekstremno niskih temperatura tijekom lunarnih noći, koje mogu pasti na -170°C. Unatoč ovome, eksperiment je dokazao mogućnost rasta biljaka na Mjesecu a istraživački tim se nada da će budući eksperimenti omogućiti duži rast i razvoj biljaka.

Eksperiment je također dao dragocjene podatke koji će pomoći u dizajniranju i provedbi budućih eksperimenata na Mjesecu, Marsu i drugim lokacijama u svemiru. Biološki teret nije uključivao samo biljke, već i voćne mušice (Drosophila melanogaster) i kvasac (Saccharomyces cerevisiae), koji su također preživjeli uvjete na Mjesecu. Ovi rezultati pridonijet će našem razumijevanju kako različiti organizmi reagiraju na izvanzemaljske uvjete i kako ih možemo koristiti za stvaranje održivih sustava životne podrške u svemiru.
Važan korak prema razumijevanju reakcija biljaka

Eksperiment kineskog lunarnog rovera Chang’e-4 označava važan korak prema razumijevanju reakcija biljaka i drugih organizama na izvanzemaljske uvjete i kako ih možemo iskoristiti u budućim misijama. Ovi su eksperimenti ključni za razvoj održivih staništa i sustava životne podrške u svemiru, što je presudno za dugoročne misije i eventualno ljudsko naseljavanje drugih planeta.

Svemirska istraživanja će se nastaviti razvijati a uzgoj biljaka u izvanzemaljskim uvjetima bit će ključan element u stvaranju održivih sustava životne podrške, neophodnih za uspješno istraživanje svemira.

Kosmos