NASA – National Aeronautics and Space Administration

Toisin kuin maapallon matkustajilla, joilla on käytössään tienvarsiravintoloita ja pikaruokaravintoloita, avaruusmatkailijoiden ruokailumahdollisuudet ovat rajalliset.
Kun NASAn astronautit valmistautuvat täyttämään avaruusmatkailun visiota yhä pidemmillä avaruusmatkoilla, tutkijat yrittävät löytää keinon, jolla he voisivat kasvattaa omaa ruokaansa.
Kasvit tarjoavat lupaavan ratkaisun astronauttien ruokahuoltoon tuhansien kilometrien päässä Maasta. He voisivat kasvattaa kasveja, jotka paitsi täydentäisivät terveellistä ruokavaliota, myös poistaisivat myrkyllistä hiilidioksidia avaruusaluksen sisällä olevasta ilmasta ja loisivat elämää ylläpitävää happea.
Kuva vasemmalla: Tutkijat tutkivat muun muassa retiisejä, joita voitaisiin käyttää ruokakasvina pitkäkestoisissa avaruuslennoissa. Luotto: NASA/KSC
Koska avaruussukkulan ja jopa kansainvälisen avaruusaseman tutkimusmatkat ovat suhteellisen lyhytkestoisia tehtäviä, astronautit pärjäävät hyvin fysikaalisilla ja kemiallisilla elämän tukimuodoilla. Mutta tulevissa pitkäkestoisissa avaruuslennoissa ja Kuun tai Marsin siirtokunnissa tutkijat uskovat, että biologista komponenttia (kuten kasveja) sisältävällä elämää ylläpitävällä järjestelmällä – jota kutsutaan ”bioregeneratiiviseksi elämää ylläpitäväksi järjestelmäksi” – on useita etuja.
”Jos tarvikkeita, kuten ruokaa, täydennetään ja kuljetetaan jatkuvasti, siitä tulee paljon kalliimpaa kuin oman ruoan tuottaminen”, sanoo Ray Wheeler, kasvifysiologi Kennedy Space Centerin avaruuselämäntieteiden laboratoriosta. ”Bioregeneratiivisen kyvyn avulla voidaan saavuttaa jonkinlainen autonomia.”
Mutta tällaisen järjestelmän kehittäminen ei ole niin yksinkertaista kuin hedelmien, vihannesten ja vehnän istuttaminen avaruudessa tai kaukaisilla planeetoilla.
”Se ei ole mikään pikakäynnistys”, Wheeler sanoo. ”Ei voi yhtäkkiä sanoa: ’Tarvitsemme bioregeneratiivisen järjestelmän kuuhun, koska haluamme olla siellä 12 kuukautta tai viisi vuotta’. Näiden järjestelmien rakentaminen ja arviointi vie pitkän aikaa.”
Tutkijat tutkivat, miten kolmen tekijän – valon, lämpötilan ja hiilidioksidin – eri määrät vaikuttavat kasvien kasvuun. Neljäs tekijä on kasvien laji ja lajike.
KSC:n suljetuissa kasvien kasvukammioissa retiisit, salaatit ja vihreät sipulit kasvavat ”hydroponisesti” ravinteikkaassa nesteessä. Valoa, lämpötilaa ja hiilidioksidipitoisuutta valvotaan tarkasti. Tutkijat vertailevat, miten kasvilajit kasvavat yhdessä ”sekaviljelmissä” ja yksinään ”monokulttuureissa”.
Kuva oikealla: Kasvifysiologi Ray Wheeler tarkastaa sipuleita, joita kasvatetaan vesiviljelytekniikalla. Muut kasvit ovat bibb-salaattia (vasemmalla) ja retiisiä (oikealla). Luotto: NASA/KSC
Miksi tämä on tärkeää? Ensinnäkin jotkin kasvit erittävät kemiallisia yhdisteitä, jotka voivat myrkyttää naapureitaan, jolloin aggressiivinen kasvi pääsee leviämään.
”Se ei ole yleistä viljelykasveissa. Ongelmia ei synny, kun ympärillä kasvaa vieraslaji-salaattia”, Wheeler sanoo hymyillen. ”Haluamme kuitenkin vahvistaa sen.”
Myös jotkut kasvit saattavat käyttää ravinteita aggressiivisemmin kuin toiset. Jotkin lajit saattavat esimerkiksi olla kovia typen käyttäjiä, jotka pärjäisivät hyvin yksinään, mutta veisivät tilaa muilta lajeilta.
Toinen huolenaihe on kasvien kilpailu valosta, joka perustuu niiden kasvutapaan. Jos yksi laji kasvaa korkeammaksi ja levittäytyy laajemmalle kuin viereinen laji, suurempi kasvi saattaa estää valoa pienemmiltä kasveilta.
Tutkijat tutkivat näiden ympäristömuuttujien lisäksi erilaisten valaistustyyppien vaikutuksia kasveihin selvittääkseen, mikä väri auttaa kasveja parhaiten kasvamaan. Toinen näkökohta on ilmanpaine.
Kuva vasemmalla: Arabidopsis-kasvit näyttävät violeteilta valodiodien tuottamassa punaisessa ja vihreässä valossa. Tutkijat tutkivat kasvien kasvua erilaisissa valo-olosuhteissa. Credit: NASA/KSC
”Haluamme nähdä, miten kasveihin vaikuttaa, jos vähennämme painetta niiden ympäristössä, jotta se muistuttaisi enemmän maanpinnan painetta”, Wheeler selittää. ”Alhaisemman paineen hyötyjä olisivat muun muassa suurempi liikkumavara rakennemateriaalivalinnoissa, parempi näkyvyys, koska ei tarvitsisi niin paksua peitettä, ja vähemmän vuotoja.”
Avaruusmatkailun visiossa NASA suunnittelee jo tulevaisuutta Kuussa, Marsissa ja sen ulkopuolella. Osittain nykyisin käynnissä olevan biotieteellisen tutkimuksen ansiosta huomisen astronautit voivat nauttia tehokkaammasta elämää ylläpitävästä järjestelmästä… ja tuoreesta ruoasta.