Nhân loại chưa bao giờ ngừng khám phá vũ trụ, từ sự sống ngoài Trái Đất đến các hành tinh có thể sinh sống.

Nghiên cứu gần đây cho thấy thực vật có thể được trồng trên đất của Mặt Trăng, đánh dấu một cột mốc trong quá trình khám phá Mặt Trăng và không gian.

Nghiên cứu này là một phần của chương trình sứ mệnh Apollo phân tích mẫu thế hệ tiếp theo (ANGSA) của NASA. Các nhà nghiên cứu từ viện khoa học mông nghiệp và thực phẩm (UF/IFAS) của đại học Florida đã sử dụng đất do các sứ mệnh Apollo 11, 12 và 17 thu thập cách đây nửa thế kỷ.

Họ đã chứng minh thành công rằng Arabidopsis, một loài thực vật mẫu, có thể nảy mầm và phát triển trong đất Mặt Trăng, còn được gọi là lớp đất mặt trên Mặt Trăng. Họ đã nghiên cứu cách thực vật phản ứng về mặt sinh học với lớp đất mặt trên Mặt Trăng, rất khác so với đất Trái Đất.

Trong những ngày đầu của quá trình khám phá không gian, các phi hành gia Apollo đã bắt tay vào một kế hoạch có tầm nhìn xa: mang các mẫu lớp đất mặt trên bề mặt Mặt Trăng trở lại Trái Đất để nghiên cứu nâng cao và nghiên cứu trong tương lai. Năm mươi năm sau, trong các sứ mệnh Artemis, NASA đã trả lại những mẫu đất này, từ đó cây trồng đã được trồng thành công.

"Nghiên cứu này rất quan trọng đối với các mục tiêu thám hiểm lâu dài của con người của NASA, vì chúng ta cần khai thác các nguồn tài nguyên tìm thấy trên Mặt Trăng và Sao Hỏa để phát triển nguồn thực phẩm cho các phi hành gia trong môi trường sống ngoài không gian", tổng giám đốc của NASA là Bill Nelson đã nói như vậy. "Nghiên cứu về sự phát triển của thực vật cơ bản này cũng là một ví dụ quan trọng về những nỗ lực của NASA nhằm mở ra sự đổi mới trong nông nghiệp, có thể giúp chúng ta hiểu cách thực vật có thể vượt qua các điều kiện khó khăn như những điều kiện được tìm thấy ở các vùng khan hiếm thực phẩm trên Trái Đất".

Rob Ferl, đồng tác giả và giáo sư khoa học làm vườn danh dự tại UF/IFAS, đã nhấn mạnh nhu cầu hiểu rõ hơn về việc trồng cây trong không gian cho chương trình Artemis. Một tác giả khác, Anna-Lisa Paul, giáo sư nghiên cứu tại UF/IFAS, đã nêu bật vai trò lịch sử của thực vật trong quá trình thám hiểm Mặt Trăng ban đầu, đảm bảo rằng các mẫu đất Mặt Trăng mang về không mang mầm bệnh hoặc các thành phần chưa biết có hại cho sự sống trên cạn.

Các giáo sư, những chuyên gia nổi tiếng trong lĩnh vực nghiên cứu thực vật trên không gian, đã tiến hành một thí nghiệm có vẻ đơn giản có tên là "điều gì xảy ra khi bạn trồng cây trong đất của Mặt trăng?" Chỉ sử dụng 12 gam đất, họ đã thiết kế một thí nghiệm quy mô nhỏ. Họ đổ đầy đất mặt trăng vào đĩa Petri, tạo các vết lõm nhỏ, thêm khoảng 1 gam đất mặt trăng, sau đó nuôi dưỡng nó bằng dung dịch dinh dưỡng trước khi trồng hạt Arabidopsis.

Để kiểm tra, họ cũng trồng Arabidopsis trong JSC-1A, một vật liệu đất bề mặt mô phỏng Mặt Trăng từ đất của Trái Đất và đất từ các môi trường khắc nghiệt như sao Hỏa.

"Hai ngày sau, chúng bắt đầu nảy mầm!" Paul nói. "Điều này cho chúng tôi biết rằng đất Mặt Trăng không làm gián đoạn các quá trình tạo ra các dấu hiệu và hormone liên quan đến sự nảy mầm của cây".

Theo thời gian, sự khác biệt đã xuất hiện giữa các cây được trồng trong đất Mặt Trăng và những cây mà nhóm kiểm soát. Một số cây được trồng trên Mặt Trăng nhỏ hơn và phát triển chậm hơn, trong khi những cây khác thì lớn hơn. Theo Paul, điều này phản ánh cách cây thích nghi với thành phần hóa học và kết cấu của đất mặt trăng.

Sau 20 ngày, cây được thu hoạch trước khi ra hoa và RNA được chiết xuất để giải trình tự, cho thấy biểu hiện gen của Arabidopsis dưới áp lực đất Mặt Trăng, tương tự như phản ứng của nó trong các môi trường khắc nghiệt khác.

Phản ứng của cây đối với đất Mặt Trăng cũng có thể thay đổi tùy theo địa điểm thu thập đất. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành thêm các thí nghiệm và phát hiện ra rằng cây được trồng trong "đất Mặt Trăng trưởng thành", tiếp xúc nhiều hơn với gió vũ trụ, cho thấy nhiều chỉ số căng thẳng nhất. Ngược lại, cây trồng trong đất tương đối non phát triển tốt hơn.

Nhìn về tương lai, việc hiểu được khả năng thích nghi của thực vật trong đất Mặt Trăng sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng đối với hoạt động thám hiểm không gian. Nghiên cứu quan trọng này không chỉ tiết lộ cách thực vật tồn tại và phát triển trong môi trường khắc nghiệt của Mặt Trăng mà còn cung cấp nền tảng khoa học quan trọng để thiết lập các căn cứ bền vững trên Mặt Trăng và các hành tinh khác.

Với công nghệ tiên tiến và nghiên cứu sâu hơn, chúng ta đặt mục tiêu hiểu rõ hơn và sử dụng các nguồn tài nguyên trong không gian, mở ra những khả năng mới cho hoạt động thám hiểm không gian của con người.