Trồng cây trong không gian rất khó khăn, nhưng nó mở ra những khả năng thú vị cho các chuyến bay không gian dài hạn và sống trong không gian.
Khi NASA và các cơ quan không gian khác chuẩn bị cho các nhiệm vụ lên Mặt Trăng và Sao Hỏa, việc trồng thực phẩm trong không gian ngày càng trở nên quan trọng.
Bằng cách giải quyết các vấn đề về sự phát triển của cây cối trong không gian, chúng ta không chỉ có thể cung cấp thực phẩm tươi cho các phi hành gia mà còn tạo ra một hệ thống hỗ trợ sự sống bền vững hơn cho các nhiệm vụ trong tương lai.
Những thách thức khi trồng cây trong không gian
Trồng cây trong không gian gặp phải một số thách thức chính:
• Vi trọng lực: Không có trọng lực của Trái Đất, cây cối gặp khó khăn trong việc xác định hướng phát triển. Rễ có thể không phát triển xuống dưới, và thân cây có thể không mọc lên trên như chúng làm trên Trái Đất.
• Bức xạ: Không gian chứa đầy bức xạ vũ trụ, có thể gây hại cho cây cối và làm tăng nguy cơ đột biến di truyền. Việc bảo vệ cây khỏi bức xạ này là rất quan trọng.
• Thành phần khí quyển: Sự thiếu lưu thông không khí trong không gian có thể khiến các khí như ethylene tích tụ xung quanh cây, dẫn đến sự phát triển bất thường. Quá nhiều carbon dioxide cũng có thể gây hại cho một số loài cây.
• Quản lý nước: Trong môi trường vi trọng lực, nước có thể tạo thành các bong bóng hoặc trôi đi, làm cho việc tưới cây trở nên khó khăn. Điều này có thể khiến rễ bị ngập úng hoặc quá khô.
Khắc phục những thách thức
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra những buồng tăng trưởng đặc biệt và phương pháp để giải quyết những thách thức này:
1. Veggie: Một đơn vị trồng cây đơn giản, tiết kiệm năng lượng, sử dụng đèn LED đỏ và xanh dương cùng hệ thống dinh dưỡng dựa trên nước. Veggie đã thành công trong việc trồng xà lách, cải xoăn và các loại rau lá khác trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS).
2. Môi trường tăng trưởng cây trồng tiên tiến (APH): Một buồng tăng trưởng tự động hoàn toàn với hệ thống ánh sáng, cảm biến và tưới nước tiên tiến. APH đã được sử dụng để trồng lúa mì lùn và ớt trong không gian.
3. Hệ thống thủy canh và khí canh: Trồng cây trong nước (thủy canh) hoặc sương mù (khí canh) loại bỏ nhu cầu về đất và vẫn cung cấp đầy đủ dưỡng chất cần thiết. Các phương pháp này đã được thử nghiệm trên ISS và cho thấy tiềm năng cho nông nghiệp không gian trong tương lai.
4. Các giống cây trồng lùn và khỏe mạnh: Lựa chọn các cây nhỏ hơn và có khả năng chống chịu cao, như lúa mì lùn và khoai tây, có thể giúp tối đa hóa năng suất trong không gian hạn chế của một tàu vũ trụ.
5. Trọng lực một phần: Các thí nghiệm trên Mặt Trăng hoặc Sao Hỏa, nơi có một phần trọng lực, có thể cho phép cây cối phát triển tự nhiên hơn so với môi trường vi trọng lực trong quỹ đạo của Trái Đất.
Lợi ích của nông nghiệp không gian
Việc trồng cây trong không gian mang lại một số lợi ích quan trọng:
• Bổ sung dinh dưỡng cho chế độ ăn của phi hành gia: Rau quả tươi cung cấp các vitamin, khoáng chất và dưỡng chất thiết yếu mà thực phẩm không gian chế biến sẵn thiếu hụt.
• Lợi ích tâm lý: Việc chăm sóc cây cối đã được chứng minh là giúp cải thiện tinh thần của phi hành gia và tạo cảm giác kết nối với Trái Đất.
• Hệ thống hỗ trợ sự sống tuần hoàn: Cây cối có thể giúp tạo ra một hệ sinh thái tự duy trì trong không gian, tái chế chất thải của phi hành gia thành thực phẩm, nước và oxy.
• Tiến bộ trong công nghệ nông nghiệp: Những bài học rút ra từ việc trồng cây trong không gian có thể dẫn đến các phương pháp canh tác hiệu quả và bền vững hơn trên Trái Đất.
Mặc dù vẫn còn những thách thức, tiềm năng lợi ích của nông nghiệp không gian khiến nó trở thành một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng cho tương lai của việc khám phá không gian và sinh sống ngoài Trái Đất. Với sự đổi mới và thử nghiệm liên tục, việc trồng cây trong không gian có thể sớm trở thành hiện thực.
