Destpêkirina mîsyona Artemîs 1 ya NASA'yê ya ji bo Heyvê di Mijdarê de gaveke din a rêwîtiya ku dê rojekê bibe sedem ku mirov biçin serdana cîrana meya gerstêrkê ya herî nêz, Mars, nîşan da. Mîsyoneke mirovî dê di dawiyê de li pey çend keştiyên fezayê yên robotîk biçe, ya herî dawî ya ku rovera Perseverance li ser gerstêrka sor di Sibata 2021-an de daket. ew parastina ji tîrêjên rojê û tenduristiya ekîbê ne, di nav de ka meriv çawa xwarina xwerû peyda dike. Balkêş û dijwariya gelek pisporên ku vê paşîn dixwînin ev e ku meriv çawa ji kêmasiyên dereng ên ku ji ber vexwarina domdar a xwarinên qeşa-ziwa çêdibin dûr bixin. Hebûna xwarinên teze bê guman dê bibe avantajek girîng a tenduristî û psîkolojîk, û ji bo vê yekê ew ê hewce be ku di rê de nebat werin mezinkirin û berhevkirin. Di vê gotarê de, nivîskar dane û lêkolînên heyî yên di derbarê xwarin, feydeyên bijîjkî û psîkolojîk de, û awayên gengaz ên mezinbûna zeviyên li cîhê kûr de vedikolin.
Li gorî NASA, pênc xetereyên mezin di dema firînên fezayê yên dirêj de xuya dibin: tîrêjên fezayê, veqetandin û dorpêçkirin, dûrbûna ji erdê, gravîteya kêm, û hawîrdora dijminane û girtî ya keştiyek fezayê. Nebatên zindî û xwarinên ku nû hatine çandin dikarin di piştgirîkirina sê ji van de rolek sereke bilîzin: xwarin, hewcedariyên bijîjkî û psîkolojiya ekîban.
Kedî
Pêdivî ye ku balansa xwarina xwarinê ya ku ji bo mîsyonên fezayê tê peyda kirin ji bo ekîbek bêkêmasî were adapte kirin ku rêwîtiyek dirêj bi tenduristî baş bidomîne.
Pêdivî ye ku balansa xwarina xwarinê ya ku ji bo mîsyonên fezayê têne peyda kirin bi rengek bêkêmasî were adapte kirin da ku ekîbek rêwîtiyek dirêj bi tenduristî baş bidomîne. Ji ber ku peydakirina ji Erdê dê dijwar be, destnîşankirina tam parêza rast û forma wê ya rastîn armancek krîtîk e.
Dûrketina ji kêmasiyek xurdemeniyên bingehîn dijwariya herî eşkere ye, û hewcedariyên xwarinê yên berfireh ji hêla NASA ve hatine lêkolîn kirin. Lêbelê, pir ji 'sîstema xwarina fezayê' ya heyî kêmasî ye. Bi taybetî, hilanîna xwarinê ya dirêj a hawîrdorê dibe sedema hilweşîna vîtamînên A, B1, B6 û C.
Kêmbûna giraniya berhevkirî ya ji bo astronotan ji sedî 2.4 di 100 rojan de di mîkrogravîtiyê de ye, tewra digel tedbîrên temrîn ên hişk ên berxwedanê. Di heman demê de hate destnîşan kirin ku astronot di potassium, kalsiyûm, vîtamîna D û vîtamîna K de ji kêmasiyên xurekiyê jî aciz in ji ber ku xwarina ku tê peyda kirin rê nade wan ku hewcedariyên xwarina rojane bicîh bînin.
Nebat bi xwezayî vîtamîn û mîneral dihewîne, û vexwarina tavilê ya xwarinên teze dê ji pirsgirêka hilanînê dûr bixe. Ji ber vê yekê vexwarina wan dê bibe pêvekek girîng a xwarinên hişkkirî.
Astronot Scott Kelly li ISS zinnyayên fezayê yên ku dimirin dimêj kir. Wî wêneyek bûkek ji kulîlkan li Cupola li hember paşnavê Erdê kişand û wêne ji bo Roja Evîndaran di sala 2016-an de li Instagrama xwe parve kir.
Derman
Ji bilî vîtamîn û mîneral, nebat gelek metabolîtên duyemîn ên cihêreng sentez dikin. Van pêkhateyan di pêşîlêgirtina pirsgirêkên tenduristiyê de dibe alîkariyek mezin. Mînakî, folat di tamîrkirina DNA de têkildar e, lê hewcedariyên wê tenê ji sedî 64ê rojên firînê pêk tê. Ji ber ku telomeres, dawiya kromozoman, hate îsbat kirin ku di dema firînên dirêj de bi girîngî tê guheztin, lêzêdekirina folate bi riya nebatên nû dikare bibe alîkar ku pîrbûna genetîkî û bûyerên penceşêrê kêm bike.
Di nav mînakên din de, sebzeyên dewlemend ên karotenoîd dikarin pêşî li bertengiya çavan bigirin ku ji hêla mîkrogravîtiyê ve hatî çêkirin, di heman demê de parêzek qulikê hişk dikare bibe alîkar ku pêşî li windabûna hestî ya ji ber tîrêjê bigire. Gelek nebat di nav xwe de antîoksîdan hene ku dikarin di parastina DNAya mirovan de ji mutasyonên ku ji tîrêjê têne çêkirin de bibin alîkar. Lêbelê, parêzek nebatî têrê nake û ji bo parastina astronotan ji tîrêjê divê çareseriyên din werin pêşve xistin.
Derûnnasî
Ji bilî vîtamîn û mîneral, nebat gelek metabolîtên duyemîn ên cihêreng çêdikin
Ji ber ku veqetandin û dûrbûn dê li ser tenduristiya derûnî ya astronotan zextek girîng bihêle, xwarin yek ji wan demên herî girîng e ku meriv hestê sivik bike. Xwarina xwarinên cemidî di her xwarinê de westandina menuyê çêdike û astronot bi demê re kêm dixwin. Xwarina xwarina teze dikare vê westandinê kêm bike, nexasim di peydakirina cûrbecûr di form û tevneyê de.
Çalakiyek din a ku ji tenduristiya derûnî ya ekîbê re sûdmend e, baxçevanî ye. Hat îspat kirin ku mezinbûna nebatan xwedî bandorên pir bikêr e, ji ber ku ew dikare hesta rêwîtiya bi perçeyek Erdê re bide astronotan. Hin lêkolînan hewl dane ku nebatên xwedî bandorên psîkolojîk ên herî bikêr bibînin, ji ber ku ew dikarin ji bo tenduristiya giyanî ya ekîbê bibin faktorek pir girîng. Mînakî, strawberî dibe ku bersivên psîkolojîk ên erênî, wek hêz û xwebaweriyê baştir bike, depresyonê û stresê kêm bike dema ku korîner dikare qalîteya xewê baştir bike.
Bi vî rengî, çandiniya cîhê-based nebat di astek xwarin, psîkolojîk û bijîjkî de balkêş e. Lêbelê, nebûna jûreyê û şert û mercên taybetî yên mezinbûnê hejmar û hilbijartina çandiniyê sînordar dike.
Hilbijartina rastîn a hilberên ku têne bikar anîn dê cûda bibe, li gorî pîvanên ku hatine vekolîn û zeviyê (xwarin, psîkolojî û derman) bijartî ve girêdayî ye. Hin nebatên ku temenê wan dirêj e, dikarin rehet bin, wek genim an kartol, lê kêmasiya wan heye ku pêdivî ye ku berî vexwarinê were pijandin. Faktorek din a ku meriv li ber çavan bigire, pergala zayînê û awayê poşmankirina nebatan e, ji ber ku heywan (wek kêzik) destûr nayên girtin.
Navnîşek çandiniyên potansiyel ên ku li fezayê mezin dibin hate saz kirin, ku hin ji wan berê li keştiyê hatibûn çandin. Nivîskar ji bo hilbijartina wan pîvanên xurek û agronomîk wekî amûr hilbijartiye. Bi vî rengî, ji bo bandorên psîkolojîk, nirxek ji yek (min) heya çar (herî zêde) ji çêj û xuyangê çandiniyê an beşa nebatê ya xwarinê re hate destnîşankirin.
Tabloya nebatên cihêreng bi taybetmendiyên wan ên xurek, bijîjkî, agronomîkî û psîkolojîk ve ji bo mîsyonên dirêj ên li fezayê maqûl in.
Di keştiya fezayê de riwekan mezin dikin
Space du çavkaniyên sereke yên stresê ji bo nebatan peyda dike: tîrêjên kozmîk û mîkrogravity.
Radyasyon bandorek neyînî li mezinbûna nebatan dike û xetera mutasyonên genetîkî zêde dike, ji ber vê yekê parastina nebatan ji radyasyonê divê pêşînek be. Digel ku tîrêj dikare bi karanîna mertalên lîber û/an avê were girtin, ev girseyek zêde ya ku li orbitê bi cîh bike temsîl dike. Çareseriyek baş, ku ji Kampa Bingeh a Marsê ya Lockheed Martin (2018) derketiye, ev e ku meriv hilanîna sotemeniyê wekî mertalek radyasyonê bikar bîne.
Ji hêla din ve, mîkrogravity mezinbûna nebatê bi girîngî xirab nake, her çend dibe ku ew hêdî bike. Lêbelê, berteka nebatê li gorî celebê cûda dibe, ji ber ku mîkrogravîtî li ser vegotina genoma nebatê bandor dike. Hate kifşkirin ku, di mîkrogravîtiyê de, nebat dê genên girêdayî stresê, wek genên germ-şokê, zêdetir îfade bikin û hilberîna proteînên girêdayî stresê zêde bikin. Wekî din, hate dîtin ku tov xwedan tansiyonên cûda yên metabolîtan in û geşbûna derengmayî ye.
Mîkrogravîtî jî bandorê li mîkro hawîrdora nebatê dike, wek nebûna tevgera atmosferê, pêkhatinek atmosferek neasayî û dijwariya avdanê (bi piştgirî an bê piştgirî) diafirîne. Li qada derve veguheztina hewayê tune, ji ber vê yekê heke stasyona mezinbûnê bi têra xwe neyê hewakirin dê gaza ku ji nebatê derdixe li dora rûyê wê bimîne. Hat destnîşan kirin ku kombûna etilenê ya gazê li dora pelên nebatan dibe sedema geşbûna pelên ne normal. Gazên din, mîna karbondîoksîtê, ku di keştiyek fezayê de bi giranî hene, dikarin ji bo hin nebatan kujer bin. Heman pirsgirêk ji bo avdana nebatan jî derdikeve holê, ji ber vê yekê pêdivî ye ku meriv rêgezek ku rûkan xeniqîne hewce bike.
Bersiva nebatê ya li hawîrdora fezayê nirxandina dijwartir e. Hin aliyên wê hawîrdorê, wekî cîhê sînorkirî, dikare bijartina me ber bi cûrbecûrên dwarf ve bibe. Lêbelê, hin aliyên din ên mîna berteka nebatê ya li ser mîkrogravîtiyê li gorî celeb û cûrbecûr cûda dibe. Her çend hewce ye ku ceribandin berdewam bikin jî, hêjmarek diyarkirî ji berê ve hatine ceribandin û diyar kirin ku dikarin li fezayê mezin bibin û em dikarin wan wekî bingeh bikar bînin.
Pêşkeftina jûreyek nebatî ya xwebexş ku hemî hewcedariyên xurek ên astronotan vedigire dikare bi dehsalan bigire, lê karanîna odeyên piçûk wekî tedbîrên temamker dikare alîkariya ekîbê bike ku kêmasiyên vîtamîn û xurdeyan (yên ku di xwarina pakkirî de têne guheztin) û westandina parêzê kêm bike.
Mark Vande Hei, Shane Kimbrough, Thomas Pesquet, Akihiko Hoshide û Megan McArthur ji Space X Crew-02 bi çinîna xweya îsotên sor û kesk ên li ISS-ê di sala 2021-an de ji bo lêkolîna Plant-Habitat 04 radibin.
Pergala piştevaniya jiyanê ya Bioregenerative
Xwarina xwarinên cemidî di her xwarinê de westandina menuyê çêdike û astronot bi demê re kêm dixwin.
Di keştiyek fezayê de, ode bi sînor e. Ji ber vê yekê, serkeftina mîsyonê bi pergalên vejenerî yên ku di Pergalên Piştgiriya Jiyanê (LSS) de hatine vehewandin ve girêdayî ye ku dikare maddeya hatî bikar anîn veguhezîne nav maddeya bikêr. Pergala Kontrola Jîngehê û Piştgiriya Jiyanê (ECLSS) ku li Îstasyona Fezayê ya Navneteweyî (ISS) hatî saz kirin, bi vezîvirandina karbondîoksîtê û mîzê oksîjen û avê hildiberîne; ji bo firînên fezayî yên dirêj dê pergalek bi vî rengî hewce bike.
Fikra LSS-a biyojenerator (BLSS) di salên 1960-an de çêbû ku hilberîna xwarinê û vezîvirandina madeyên bermayî (wek mînak, madeyên fesal) ji ECLSS re vedihewîne. BLSS ya bi bakterî û algayan dikare were bikar anîn da ku nîtrojena di bermahiyên hişk de vegere nav formek bikêr a nîtrojena organîk a ku nebat dikaribû bikişîne. Ezmûnek li gorî wê prensîbê - Pergala Piştgiriya Jiyana Ekolojîk a Mîkro Alternatîf (MELiSSA) - ji sala 1990-an vir ve ji hêla Ajansa Fezayê ya Ewropî ve hatî pêşve xistin û meşandin.
Lêbelê, ji ber ku em nebatên bilindtir di BLSS-ê de vedigirin, em ê hewce bikin ku yekbûna wan bi teknolojiyên din ên kontrolkirina jîngehê yên heyî, ku pirsgirêkek nû temsîl dike, lêkolîn bikin. Tesbîtkirina lêçûn û domdariya van pergalên hilberîna xwarinên piçûktir dê agahdariya krîtîk ji bo pêşkeftina berbi BLSS-ya mezin peyda bike.
Diyagrama şematîkî ya sêwirana duyemîn a yekîneya mezinbûna nebatê ya lûleya porez.
Pêşxistina odeya mezinbûna nebatan
Bikaranîna pergalek hîdroponîk ji bo mezinkirina nebatan îmkanek balkêş e, ji ber ku ew nebatan di nav avê de mezin dike li şûna ku xwe bispêre pergalek mîna axê. Ya paşîn giraniya keştiya fezayê û metirsiya çîpên li derdorê zêde dike, du aliyên ku wê dezavantaj dikin. Jîngeha Nebatê ya Pêşketî (APH) ya ku li ISS-ê hatî saz kirin berê bi karanîna pergalek hîdroponîk bi pergalek avdana lûleya porez a ku di modulek root a ku arcillît û zibilek hêdî-hêdî vedihewîne ve hatî vehewandin, cûrbecûr genimê dwar mezin kiriye.
Ji bo hêsankirina çalakiyên baxçê yên ekîbê û ji bo ku nebat di hawîrdorek çêtirîn de mezin bibin, pêdivî ye ku çerxa çanda çandiniyê bi tevahî ji hêla komputerê ve were şopandin. Pergalek çavdêriyê ya weha di sala 2018-an de li Antarktîkayê hate ceribandin. Bikaranîna pergalek qismî otomatîkî ya ji bo mezinkirina nebatan dê piştrast bike ku ekîb ji hebûna nebatan di keştiya fezayê de (bi manîpulekirina wan) sûd werdigire û ji pirsgirêka ku çandinî pir dem dixwe dûr dixe. Bi rastî, jûreya ku ji bo mezinbûna nebatan hewce ye hîn bi awakî rast nehatiye diyar kirin û gelek ceribandinên li hawîrdorên wekî fezayê (mîna HI-SEAS) destnîşan kirin ku ev çalakî dikare dirêj bibe.
Hat îspat kirin ku mezinbûna nebatan xwedî bandorên pir bikêr e, ji ber ku ew dikare hesta rêwîtiya bi perçeyek Erdê re bide astronotan.
Di dawiyê de, Pergala Hilberîna Zebze ya NASA, an jî Veggie, (di sala 2014 de hate destpêkirin), ku herêmek mezinbûna 0.11 m² peyda dike, mînakek mezin a yekîneyek mezinbûna nebatan e ku dikare li ser keştiyek fezayê were bikar anîn, ji ber ku berê li ser keştiyê hatî ceribandin. ISS. Di warê hewcedariyên ronahiyê de, LED bi du dirêjahiya pêlên cûda têne bikar anîn: sor (630 nm) û şîn (455 nm) ji ber ku nebat di bin van dirêjahiya pêlan de bi bandortir mezin dibin. Di heman demê de dibe ku LEDek kesk jî hewce be ku nebat rengê xweya xwezayî bide, bi vî rengî nasîna nexweşiyan hêsan bike û ekîba Erdê bîne bîra xwe.
Mizuna (kelemê Japonî), salata romî ya sor û bekana Tokyo (kelemê çînî) ku li yekîneya Veggie ya li ISS tê çandin.
Şert û mercên fezayê hem ji mirovan û hem jî ji bo nebatan stresê çêdike, ji ber vê yekê sêwirana nebatan ku dikarin di keştiyên fezayê de mezin bibin û bibin alîkar ku hin stresên ku astronot niha têne lêkolîn kirin kêm bikin.
Genên ku di bersivên stresê yên nebatan de têkildar in hatine nas kirin lê ji bo kêmkirin an sivikkirina wan bandoran pêdivî ye ku zanyar vegotina genên heyî biguhezînin an jî genên adaptasyona cîhê li genomê zêde bikin. Ev dikare bi karanîna guherandina genê were bidestxistin û hin genên berendam berê bi taybetî hatine nas kirin û lêkolîn kirin. Mînakî, ARG1 (Bersiva Guherîn a Gravity 1), genek ku tê zanîn ku bandorê li bersivên gravîtê yên li nebatên li ser Erdê dike, di vegotina 127 genên têkildarî adaptasyona firîna fezayê de têkildar e. Piraniya genên ku di derbirînê de di firîna fezayê de hatine guheztin wekî Arg1-girêdayî hatine dîtin, ku rola sereke ya wê genê di adaptasyona fîzyolojîkî ya hucreyên neferqkirî de ji firîna fezayê re pêşniyar dike. HsfA2 (Heat Shock Factor A2) bandorek girîng li ser adaptasyona firîna fezayê heye, mînakî bi biosenteza starchê. Armanc ew e ku genên ku stresê çêdikin xera bikin û yên bikêrhatî pêşve bibin.
Genên din, ku jê re genên adaptasyona fezayê tê gotin, wek genên bi radyasyonê, perchlorate, dwarfîzmê û germahiya sar ve girêdayî ne, potansiyel hêjayî lêkolînê ne ji ber ku ew ê alîkariya nebatan bikin ku li hember şert û mercên dijwar ên fezayê bisekinin. Mînakî, mîkroorganîzmayên ku li hawîrdorên hîpersalîn hatine adaptekirin xwedan genên berxwedana UV û berxwedana perchlorate ne. Gelek cureyên dwarf (mînak genim) jixwe li ISS hatine çandin û tomato kiraz çîçek 'Red Robin' dibe ku li ISS wekî beşek ji ceribandina Veg-05 a NASAyê were çandin.
Em dikarin ji bo tenduristiya astronotan jî nebatan dîzayn bikin. Teşwîqkirina berhevkirina pêkhateyên bikêr, çêkirina nebatên xwarinê yên tev-laş ji bo kêmkirina çopê, an sêwirana nebatan ji bo hilberîna dermanan li dijî bandorên alî yên fezayê yên li ser astronotan rêyên mimkun in ku nebatan ji bo karmendê bikêr bibin.
Li ser nebatên kartolê stratejiyek Whole-Body Edible and Elite Plant (WBEEP) hate bikar anîn, bi derxistina solanîn ji wan re stûn û pelên kartolan xwarin çêdikirin. Ji bo astengkirina hilberîna wê, genên ku wê çêdikin têne bêdeng kirin an jî bi guherandina genan têne guheztin. Afirandina vê kartolê WBEEP feydeyên xwe hene ji ber ku ew nebatek bi hêsanî tê çandin e ku çavkaniyek baş a enerjiyê ye û îsbat kiriye ku di şert û mercên dijwar ên wekî cîh de mezin dibe. Di heman demê de nebat jî ji bo ku hewcedariyên laşê mirovan bi maddeyên xwarinê bi tevahî peyda bikin hatine zexm kirin.
Radyasyon bandorek neyînî li mezinbûna nebatan dike û xetera mutasyonên genetîkî zêde dike, ji ber vê yekê parastina nebatan ji radyasyonê divê pêşînek be.
Yek ji pirsgirêkên sereke ji bo tenduristiya astronotan di mîkrogravîtiyê de windabûna tîrêjiya hestî ye. Hestiyên me bi domdarî di navbera mezinbûn û vezîvirandinê de hevseng in, dihêlin hestî bersivê bidin birîn an guhertinên di werzîşê de. Dema derbaskirina di mîkrogravîtiyê de vê hevsengiyê xera dike, hestî ber bi resorbasyonê ve dibe, ji ber vê yekê astronot girseya hestî winda dike. Ev dikare bi dermanek bi navê hormona parathyroid, an jî PTH were derman kirin, lê pêdivî bi derzîlêdanên birêkûpêk heye û heyamek pir kurt heye, ku ji bo firînên fezayê yên dirêj pirsgirêk e. Ji ber vê yekê, saloxek transgenîk ku PTH çêdike hate çêkirin.
Sêwirandina nebatên ku dikarin li fezayê mezin bibin û ji bo astronotan bikar bînin hîn di qonaxa destpêkê ya lêkolînê de ye. Lêbelê, perspektîfên wê pir hêvîdar in û ji hêla hemî ajansên fezayê yên mezin ve têne lêkolîn kirin. Avakirina jûreyek mezinbûna nebatan di hawîrdora nexwestî ya cîhê de hîn jî xebat hewce dike. Yek ji kêşeyan dê ev be ku beşa biyojeneratorî ya BLSS-ê li LSS-ya heyî zêde bike. Pirsgirêkek din hewcedariya hilbijarkek çêtir a çandiniyê ye ku li ser keştiyê were çandin da ku hem li ber şert û mercên cîhê bisekinin û hem jî hilberên girîng peyda bikin. Lê bi saya belavbûna zanînê di çandiniya nebatan de, guherandina genê di hilberên bijartî de dê bihêle ku ew bêtir li gorî şert û mercên cîhê werin adaptekirin û bi hewcedariyên xurek û tenduristiyê yên ekîbekê re li hev bikin.
Çavkaniyek: https://room.eu.com