NASA – Národní úřad pro letectví a vesmír

Na rozdíl od cestovatelů na Zemi, kteří mají k dispozici pohodlné jídelny u silnic a restaurace rychlého občerstvení, jsou možnosti stravování pro vesmírné cestovatele omezené.
Když se astronauti NASA připravují na plnění Vize kosmického výzkumu se stále delšími misemi, vědci se snaží najít způsob, jak by si mohli pěstovat vlastní potraviny.
Rostliny nabízejí slibné řešení při zajišťování potravin pro astronauty vzdálené tisíce kilometrů od Země. Mohli by pěstovat plodiny, které by nejen doplňovaly zdravou stravu, ale také odstraňovaly toxický oxid uhličitý ze vzduchu uvnitř jejich kosmické lodi a vytvářely životodárný kyslík.
Obrázek vlevo: Ředkvičky jsou jedním z druhů rostlin, které vědci zkoumají pro možné využití jako potravinářské plodiny při dlouhodobých misích. Kredit: NASA/KSC
Protože raketoplány a dokonce i expedice na Mezinárodní vesmírnou stanici jsou relativně krátkodobé výpravy, vystačí si astronauti s fyzikálními a chemickými formami podpory života. Pro budoucí dlouhodobé mise a kolonie na Měsíci nebo Marsu však vědci věří, že systém podpory života s biologickou složkou (například rostlinami) – nazývaný „bioregenerativní systém podpory života“ – má několik výhod.
„Pokud budete neustále doplňovat zásoby a dodávat komodity, jako jsou potraviny, bude to mnohem nákladnější než výroba vlastních potravin,“ říká Ray Wheeler, fyziolog rostlin z laboratoře Space Life Sciences v Kennedyho vesmírném středisku. „Můžete dosáhnout určité autonomie s bioregenerační schopností.“
Ale vývoj takového systému není tak jednoduchý, jako vysadit nějaké ovoce, zeleninu a pšenici ve vesmíru nebo na vzdálených planetách.
„Není to věc rychlého startu,“ říká Wheeler. „Neřeknete si najednou: ‚Potřebujeme bioregenerační systém pro Měsíc, protože tam chceme zůstat 12 měsíců nebo pět let. Vybudování a vyhodnocení těchto systémů trvá dlouho.“
Vědci zkoumají, jak různé množství tří faktorů – světla, teploty a oxidu uhličitého – ovlivňuje růst rostlin. Čtvrtým faktorem je druh a odrůda rostlin.
V uzavřených růstových komorách na KSC rostou ředkvičky, salát a zelená cibule „hydroponicky“ v tekutině obohacené živinami. Světlo, teplota a hladina oxidu uhličitého jsou pečlivě kontrolovány. Vědci porovnávají, jak rostliny rostou společně ve „smíšených kulturách“ a jak samostatně v „monokulturách“.
Obrázek vpravo: Fyziolog Ray Wheeler kontroluje cibuli pěstovanou hydroponickou technikou. Dalšími rostlinami jsou salát Bibb (vlevo) a ředkvičky (vpravo). Kredit: NASA/KSC
Proč by to mělo mít význam? Za prvé, některé rostliny vylučují chemické sloučeniny, které mohou otrávit své sousedy a uvolnit tak agresivní rostlině cestu k šíření.
„U plodin to není běžné. Nevidíte problémy s invazivním salátem rostoucím všude kolem,“ říká Wheeler s úsměvem. „Ale chceme to potvrdit.“
Některé rostliny také mohou využívat živiny agresivněji než jiné. Například některé druhy mohou být velkými uživateli dusíku, které by si samy vystačily, ale ubíraly by jiným druhům.
Dalším problémem je konkurence rostlin o světlo podle toho, jak rostou. Pokud jeden druh roste výše a rozprostírá se do šířky než druh vedle něj, může větší rostlina blokovat světlo menším rostlinám.
Kromě těchto proměnných prostředí vědci zkoumají vliv různých typů osvětlení na rostliny, aby zjistili, která barva jim nejlépe pomáhá růst. Dalším faktorem je atmosférický tlak.
Obrázek vlevo: Rostliny Arabidopsis se pod červeným a zeleným světlem produkovaným světelnými diodami jeví jako fialové. Vědci zkoumají růst rostlin za různých světelných podmínek. Kredit: NASA/KSC
„Chceme zjistit, jak rostliny ovlivní, když snížíme tlak uvnitř jejich prostředí tak, aby se více podobal tlaku na povrchu,“ vysvětluje Wheeler. „Některými výhodami nižšího tlaku by byla větší volnost při výběru konstrukčních materiálů, lepší viditelnost, protože bychom nepotřebovali tak silný kryt, a méně úniků.“
V rámci Vize výzkumu vesmíru se NASA již nyní zabývá budoucností na Měsíci, Marsu a dalších planetách. Částečně díky výzkumu v oblasti věd o živé přírodě, který dnes probíhá, se budoucí astronauti mohou těšit na účinnější systém podpory života… a na čerstvě vypěstované potraviny.