¿Alguna vez se preguntó dónde construiremos casas y ampliaremos los vecindarios a medida que utilicemos cada vez más tierra habitable de la Tierra? ¿Quizás el espacio será el próximo suburbio? Pero antes de empezar a enviar a los niños en un viaje en autobús escolar intergaláctico, debemos encontrar nuevas formas de realizar tareas cotidianas en el espacio, como cultivar alimentos. Las organizaciones internacionales están dedicando tiempo y recursos al desarrollo y sostenimiento de la vida humana más allá de la Tierra. Algunos de los objetivos de los programas espaciales incluyen el próximo regreso y eventual asentamiento en la luna. , junto con los viajes tripulados pendientes a Marte .
La Estación Espacial Internacional (ISS ) proporciona una plataforma cooperativa en la que investigar los desafíos críticos de llevar humanos al espacio durante un período de tiempo sostenido. Y los investigadores deben superar estos desafíos antes de que puedan realizarse vuelos largos y hábitats permanentes en el espacio.
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Agricultura espacial requiere una mayor comprensión si los humanos queremos sobrevivir en el espacio sin un contacto constante con la Tierra. La agricultura espacial simplemente se refiere al cultivo de plantas en el espacio. A primera vista esto puede no parecer demasiado complicado, pero las propiedades inherentes del espacio y nuestra capacidad de viajar y vivir en su entorno complican enormemente la situación.
Afortunadamente, la ISS cuenta con un equipo completo de astronautas (no se requiere pulgar verde) de todo el mundo que se especializan en una variedad de campos científicos y de ingeniería. Los astronautas realizan experimentos y mejoran nuestro conocimiento sobre el cultivo de plantas en el espacio, así como en muchos otros ámbitos críticos de la ciencia. Los investigadores y científicos terrestres analizan los resultados y llevan a cabo sus propios experimentos, ideando nuevas teorías y posibles soluciones para probar.
Antes de analizar los avances que han logrado los expertos en la agricultura espacial, profundicemos un poco más en los obstáculos a los que se enfrentan.
Historia de la ISSEstados Unidos había dado vueltas a la idea de una estación espacial desde la administración Reagan. En 1993, Estados Unidos y Rusia decidieron fusionar sus planes de estaciones espaciales e invitar a otros países a involucrarse en el proyecto. Los primeros componentes orbitales de la ISS se unieron en el espacio en 1998 y la estación ha ido creciendo poco a poco desde entonces. Los astronautas residentes llegaron en el año 2000. Dos años más tarde, los astronautas instalaron el Lada. , el invernadero montado en la pared de la estación que se utiliza en experimentos y como fuente de alimentos frescos. Una segunda instalación a bordo de la ISS, denominada Sistema Modular Europeo de Cultivo , se utiliza para estudiar plantas y realizar otros experimentos.
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Para comprender los desafíos de la agricultura espacial, consideremos algunos de los elementos que afectan el crecimiento de las plantas en el espacio.
Los experimentos actuales de agricultura espacial examinan diferentes aspectos de la agricultura en microgravedad (un término para describir un ambiente con poca o ninguna gravedad). Estos experimentos podrían ser útiles en el caso relacionado de la agricultura en la superficie de la Luna o Marte, que tienen niveles de gravedad significativamente más bajos que los de la Tierra. Las plantas se guían por la gravedad en aspectos de su crecimiento, como la orientación de las raíces y el tallo. Los científicos analizan si las plantas pueden crecer adecuadamente con niveles de gravedad más bajos y cuáles son esos niveles.
La mayoría de las plantas en la Tierra tienen acceso a una gran cantidad de luz solar natural y crecen hacia esa luz, pero los investigadores deben engañar a las plantas que crecen en el espacio para que sigan este mismo comportamiento. La elección de la iluminación en las cámaras de crecimiento es una consideración importante por varias razones. Es importante utilizar la energía de manera eficiente en el espacio porque los recursos son limitados. No se puede desperdiciar energía en bombillas que no maximizan su rendimiento. Además, los diferentes tipos de iluminación crean diferentes niveles de calor, y el calor extra es algo que las naves espaciales deben eliminar (los investigadores prefieren bombillas que produzcan poco calor). Además, los astronautas no tienen espacio adicional para cargar bombillas de repuesto por el espacio, por lo que necesitan una fuente de iluminación con energía duradera, como diodos emisores de luz (LED).
Poca o ninguna gravedad puede afectar el funcionamiento de los materiales de enraizamiento. Diferentes materiales de raíces y suelos son mejores que otros cuando se trata de distribución de agua y aire, ambos claves para el crecimiento exitoso de las plantas. En el espacio, los suelos granulados pueden hacer que el agua se disperse y los suelos finos pueden impedir el flujo de aire [fuente:Franzen]. Los investigadores están experimentando con muchas posibilidades, incluidas partículas de arcilla, hidroponía y un material como la turba.
Las plantas crecen utilizando el aire, la humedad y la microgravedad de la nave espacial, condiciones que son diferentes a las de la Tierra. Los investigadores están estudiando si algún contaminante y organismo peligroso del espacio afectará esas plantas cultivadas en el espacio, haciéndolas inconsumibles para los humanos. Los cambios en sus códigos genéticos podrían ser perjudiciales de otras maneras. Existe la posibilidad de que si los astronautas trajeran las plantas y las mezclaran con las cultivadas en la Tierra, podríamos terminar con la versión espacial del kudzu. Kudzu (Pueraria montana ) es una especie de planta invasora, traída a los EE. UU. desde Japón a finales del siglo XIX.
Los espacios reducidos de las naves espaciales son muy diferentes de las enormes y onduladas tierras de cultivo de la Tierra. Los investigadores deben desarrollar un aparato eficiente y optimizado que pueda contener cultivos mientras crecen en un espacio limitado. Las máquinas de cultivo deben ser automáticas (o al menos tener esa capacidad) y poder regular el riego, la humedad, la iluminación, la circulación del aire y el suministro de nutrientes. Estas máquinas de cultivo también deben integrarse con el sistema de soporte vital para intercambiar exitosamente dióxido de carbono y oxígeno.
Entonces, ¿cuándo podrán los astronautas visitar la primera barra de ensaladas del espacio? Puede que los investigadores tarden un tiempo en comprender y superar los obstáculos que presenta la agricultura espacial. Lea la página siguiente para conocer su investigación y por qué los insectos podrían convertirse en alimento espacial del futuro.
La investigación sobre agricultura espacial generalmente se centra en plantas que tienen un alto rendimiento de partes comestibles y pueden florecer en espacios pequeños. Los investigadores han comenzado a cultivar una variedad de plantas en el espacio, incluidos berros, lentejas, trigo, ensaladas de hojas verdes, plantas de mostaza de campo y soja.
Y con estas plantas, los investigadores están determinando cómo funcionarán las operaciones de cultivo espacial del futuro. Las plantas todavía necesitan todos los elementos básicos que reciben en la Tierra:agua, dióxido de carbono y nutrientes. Aunque las plantas pueden vivir con poca gravedad, es mejor que tengan al menos una pequeña cantidad para evitar problemas de crecimiento. Gravedad artificial , producido por una centrífuga mecánica, ayuda a resolver este problema. Los experimentos que controlan la cantidad y duración de la gravedad artificial ayudan a los investigadores a determinar en qué medida la gravedad afecta la dirección del crecimiento de las raíces. Afortunadamente, tanto la Luna como Marte tienen cierto nivel de gravedad, lo que ayudará a sustentar la vida vegetal en estos cuerpos celestes.
Los resultados de la investigación hasta ahora han sido mixtos. En algunos casos, las plantas y semillas cultivadas y devueltas desde la ISS reflejaron el grupo de control terrestre. En otros experimentos, eran similares pero ligeramente más altos o más grandes. En aún más pruebas, los investigadores notaron diferencias significativas entre las plantas cultivadas en microgravedad y aquellas bajo gravedad normal.
Por ejemplo, los resultados del estudio del Sistema de Producción de Biomasa (BPS) de la NASA encontraron que, si bien los dos conjuntos de plantas crecieron de manera similar, las semillas inmaduras cultivadas en la ISS se desarrollaron a ritmos variables. Las tasas de desarrollo de semillas del grupo de control fueron todas iguales. Elementos como la proteína de la semilla y los carbohidratos solubles en las plántulas de la ISS existían en niveles diferentes a los del grupo de control terrestre. Los investigadores observaron que esto podría cambiar el sabor de los alimentos cultivados en el espacio.
Es importante señalar, sin embargo, que los resultados mixtos pueden explicarse debido a la diversidad de factores de control (como temperatura, luz y humedad) en los diferentes experimentos, los diferentes aparatos de cultivo y el hecho de que las plantas pueden ser sencillamente difíciles de controlar. crecer.
Ahora que hemos examinado las pruebas de la investigación sobre agricultura espacial, veamos más de cerca por qué esta investigación es tan fundamental para la futura exploración espacial.
Un gran salto para los saltamontesTengan o no alas, algunos insectos podrían tener la oportunidad de volar si son seleccionados para ir al espacio y formar parte de la investigación de la agricultura espacial. Aunque muchas partes de las plantas no son comestibles para los humanos, constituyen una comida deliciosa para los insectos. Los insectos pueden convertir gran parte de este material no comestible en algo más útil, como fertilizante.
Estos insectos también proporcionan una excelente fuente de nutrientes para personas o animales en el espacio. Un saltamontes podría ser un cambio bienvenido, si no crujiente, para los astronautas que subsisten con comidas deshidratadas. Y algunos insectos podrían tener beneficios adicionales para los viajeros espaciales de larga duración. Por ejemplo, la seda producida por los gusanos de seda se puede tejer en cuerdas y prendas de vestir.
