Над 100 години селско стопанство на Антарктика помага на учените да отглеждат храна в космоса

Разбирането как да се хранят хората в космоса е важна част от по-големи усилия за демонстриране на жизнеспособността на дългосрочното човешко обитаване в извънземна среда. На 12 май 2022 г. екип от учени обяви, че успешно са отглеждали растения, използвайки лунна почва, събрана по време на лунните мисии на Аполо. Но това не е първият път, когато учените се опитват да отглеждат растения в почви, които обикновено не поддържат живота.

Аз съм историк на науката за Антарктика. Как да отглеждаме растения и храна в далечния юг на Земята е активна област на изследване от над 120 години. Тези усилия помогнаха за по-доброто разбиране на многото предизвикателства на земеделието в екстремни среди и в крайна сметка доведоха до ограничено, но успешно отглеждане на растения в Антарктида. И особено след 60-те години на миналия век учените започнаха изрично да виждат това изследване като стъпка към човешкото обитаване в космоса.

Тази картина показва стая на борда на антарктическия изследователски кораб Discovery, където първите растения са отгледани от антарктическа почва.
Архив на Hulton/Stringer чрез Getty Images

Отглеждане на растения в Антарктида

Ранните усилия за отглеждане на растения в Антарктида се фокусираха предимно върху храненето на изследователите.

През 1902 г. британският лекар и ботаник Реджиналд Кьотлиц е първият човек, който отглежда храна в антарктически почви. Той събра почвата от Макмърдо Саунд и я използва за отглеждане на горчица и кресон в кутии под капандур на борда на кораба на експедицията. Реколтата веднага беше от полза за експедицията. Кьотлиц произведе достатъчно, че по време на епидемия от скорбут целият екипаж изяде зелените, за да помогне за предотвратяване на симптомите им. Този ранен опит показа, че антарктическата почва може да бъде продуктивна и също така подчерта хранителните ползи от прясната храна по време на полярни експедиции.

Ранните опити за отглеждане на растения директно в антарктическите пейзажи бяха по-малко успешни. През 1904 г. шотландският ботаник Робърт Рудмоуз-Браун изпраща по пощата семена от 22 студоустойчиви арктически растения на студения малък остров Лори, за да види дали ще пораснат. Не всички семена са покълнали, което Рудмоуз-Браун приписва както на условията на околната среда, така и на липсата на биолог, който да помогне за растежа им.

Имало е много други опити за въвеждане на неместни растения в антарктическия пейзаж, но те като цяло не са оцелели дълго. Докато самата почва може да поддържа някакъв растителен живот, суровата среда не е благоприятна за отглеждането на растения.

Интериорът на оранжерия с растения, растящи до топлозадържащи отразяващи стени.
Единственият начин за успешно отглеждане на храна в студената антарктическа среда е в оранжерия, като тази на гара Макмърдо.
Ели Дюк/Flickr, CC BY-SA

Съвременни техники и емоционални ползи

До 40-те години на миналия век много страни започнаха да създават дългосрочни изследователски станции в Антарктида. Тъй като беше невъзможно да се отглеждат растения на открито, някои хора, живеещи в тези станции, решиха да построят оранжерии, за да осигурят както храна, така и емоционално благополучие. Но скоро разбраха, че почвата на Антарктида е твърде бедна за повечето култури, различни от горчица и кресон, и обикновено губи плодородието си след година или две. От 60-те години на миналия век хората започнаха да преминават към безпочвена хидропоника, система, в която отглеждате растения с корените им, потопени в химически подобрена вода под комбинация от изкуствена и естествена светлина.

Ред от малки разсад, растящи в рафтове без почва.
Хидропонните системи отглеждат растения без нужда от почва.
Ели Дюк/Flickr, CC BY-SA

Чрез използване на хидропонни техники в оранжерии, съоръженията за производство на култури изобщо не са използвали антарктическата среда за отглеждане на култури. Вместо това хората създаваха изкуствени условия.

През 2015 г. имаше най-малко 43 различни съоръжения в Антарктида, където изследователите са отглеждали растения в един или друг момент. Въпреки че тези съоръжения бяха полезни за научни експерименти, много жители на Антарктика оцениха възможността да ядат пресни зеленчуци през зимата и откриха, че тези съоръжения са от огромна полза за тяхното психологическо благополучие. Както каза един изследовател, те са “топли, ярки и пълни със зелен живот – среда, която липсва в антарктическата зима”.

Голяма сребърна сграда върху снежен пейзаж.
В станцията на Южния полюс Амундсен-Скот изследователите провеждат експерименти от 2004 г., предназначени да имитират условията на растеж в космоса.
Daniel Leussler/Wikimedia Commons, CC BY-SA

Антарктида като аналог на космоса

Тъй като постоянната човешка окупация на Антарктида нараства в средата на 20-ти век, човечеството също започва своето изтласкване в космоса – и по-конкретно към Луната. В началото на 60-те години на миналия век учените, работещи за организации като НАСА, започнаха да гледат на враждебната, екстремна, извънземна Антарктида като удобен аналог за изследване на космоса, където нациите могат да тестват космически технологии и протоколи, включително производство на култури. Този интерес продължава до края на 20-ти век, но едва през 2000-те години космосът става основен фокус на някои селскостопански изследвания в Антарктида.

През 2004 г. Националната научна фондация и Центърът за селско стопанство за контролирана среда на Университета на Аризона си сътрудничат за изграждането на Камарата за растеж на храните на Южния полюс. Проектът е предназначен да тества идеята за селско стопанство с контролирана среда – начин за максимизиране на растежа на растенията, като същевременно свежда до минимум използването на ресурси. Според неговите архитекти, съоръжението имитира много добре условията на лунна база и предоставя “земен аналог за някои от проблемите, които ще възникнат, когато производството на храна бъде преместено в космически жилища”. Това съоръжение продължава да осигурява допълнителна храна на станцията на Южния полюс.

След изграждането на камерата за растеж на храните на Южния полюс, Университетът на Аризона работи с НАСА за изграждането на подобен прототип на лунна оранжерия.

Снимка отгоре на някои растения, които растат върху малки черни пластмасови възглавници.
Международната космическа станция разполага с малка зеленчукова градина, която осигурява малки количества храна за екипажа.
НАСА

Отглеждане на растения в космоса

Тъй като хората започнаха да прекарват повече време в космоса към края на 20-ти век, астронавтите започнаха да използват добре уроците от един век от отглеждането на растения в Антарктида.

През 2014 г. астронавтите на НАСА инсталираха системата за производство на растения на борда на Международната космическа станция, за да изследват растежа на растенията в микрогравитация. На следващата година събрали малка реколта от маруля, част от която след това яли с балсамов оцет. Точно както антарктическите учени твърдят в продължение на много години, НАСА твърди, че хранителната и психологическа стойност на пресните продукти е „решение на предизвикателството на продължителните мисии в дълбокия космос“.

Бяла сграда над замръзнал пейзаж.
EDEN ISS е най-новият експеримент, предназначен да имитира съоръжение за производство на храни на Луната и може успешно да нахрани екипаж от шест души.
DLR Германски аерокосмически център/Flickr, CC BY

Антарктическото изследване играе важна роля за космоса и до днес. През 2018 г. Германия стартира проект в Антарктида, наречен EDEN ISS, който се фокусира върху технологиите за отглеждане на растения и тяхното приложение в космоса в полузатворена система. Растенията растат във въздуха, докато мистерите пръскат химически подсилена вода върху корените си. През първата година EDEN ISS успя да произведе достатъчно пресни зеленчуци, за да осигури една трета от диетата за шестчленен екипаж.

Точно както в историята на Антарктида, въпросът как да се отглеждат растения е в основата на всяка дискусия за възможни човешки селища на Луната или Марс. Хората в крайна сметка изоставиха усилията си да култивират суровия антарктически пейзаж за производство на храни и се обърнаха към изкуствени технологии и среда, за да направят това. Но след повече от век практика и използване на най-модерните техники, храната, отглеждана в Антарктида, никога не е била в състояние да издържа много хора за много дълго време. Преди да изпратите хора на Луната или Марс, може да е разумно първо да се докаже, че една колония може да оцелее сама сред замръзналите южни равнини на Земята.

Add Comment