Turbūt daugelis prisimena filme „Marsietis“ (The Martian) Matto Damono vaidinamą herojų, kuris, siekdamas išgyventi Marso planetoje, sugalvoja auginti bulves vietinėje žemėje. Kaip kompostą panaudojęs perdirbtas išmatas, jis sėkmingai ūkininkauja ir mums užduoda aktualų klausimą - ar iš tiesų atšiaurioje planetoje galėtume užsiimti tokia įprasta veikla, kaip ūkininkavimas?
NASA tiek dėmesio augalų auginimui kosmose skiria ne veltui. Apčiuopiami žalios masės kiekiai gali atlikti ir kitą svarbią užduotį: vartoti astronautų išskiriamą (anglies dioksidą) ir išskirti (deguonį).
2016 metais NASA išplatino nuostabias pirmojo kosmose pražydusio augalo - zinijos - nuotraukas. Garsusis astronautas Scottas Kelly pasakė, kad šis „mažas žingsnis žmonijai yra didelis žingsnis NASA „VEGGIE“ projektui ir mūsų kelionei į Marsą“.
VEGGIE Projektas
2013 metais ORBITEC ir NASA pradėjo projektą kodiniu pavadinimu „VEGGIE“ (VEG 01), arba tiesiog „daržovių auginimo sistema“. Jo pagrindinė užduotis - sukurti visiškai automatizuotą atsinaujinančią auginimo sistemą, kuri galėtų reguliariai aprūpinti šviežiomis salotomis / daržovėmis ilgų kosminių skrydžių metu. Ilgalaikis tikslas - turėti „kosminius daržus“ Mėnulyje ar Marse.
„VEG 01“ sistema - tai kintamo dydžio ir aukščio indas, kuriame visiškai automatizuotai auginami aukštesnieji augalai: salotos, daržovės ir pan. Žemėje tokios sistemos įprastos - tai hidroponika, t. y. augalų auginimas terpėje, praturtintoje mineralinėmis medžiagomis, nenaudojant dirvožemio. Mintis genialiai paprasta - augalą auginant aeruojamoje terpėje ir tiekiant tik reikalingus maistinius elementus, bei garantuojant tinkamą apšvietimą, jis augina mažesnį šaknyną, o resursus į lapus ar vaisius atiduoda gerokai greičiau.
Teoriškai „VEGGIE“ sistema labai paprasta: specialiose anglies pluošto „pagalvėse“ su bio-terpe yra patalpintos augalų sėklos, kurios laistomos, apšviečiamos ir maitinamos automatizuota sistema. Augalams augant, automatiškai reguliuojamas apšvietimo aukštis, o, esant reikalui, visą sistemą galima plėsti atskirais moduliais. Didžiausia problema - niekas tiksliai nežinojo, kaip augalus veiks Žemės traukos nebuvimas (techniškai trauka, aišku, yra, tačiau ją kompensuoja kosminės stoties judėjimas), kaip reikės koreguoti laistymo, apšvietimo režimus.
Išties pakankamai įprastas projektas Žemėje yra tikras iššūkis dirbtinėje erdvėje, kurioje praktiškai nėra apčiuopiamos Žemės traukos, o visi priežiūros procesai turi būti automatizuoti. Astronautai Tarptautinėje kosminėje stotyje (TKS) yra nuolatos užsiėmę, todėl laiko tokiam nedideliam projektui, kaip gėlių auginimas, gali skirti minimaliai - viskas turi būti automatizuota ir sustyguota iki smulkmenų; visgi būtent žmogaus (S. Kelly) atidumas ir pastabumas padėjo išspręsti iškilusias problemas.
Lietuvių Indėlis
Tiesa, sakydamas „niekas“, esu neteisus. Tai buvo pirmasis pasaulyje augalų dygimo ir šaknų vystymosi kosmose tyrimas. Aukštesnieji augalai, dėl jų potencialo būti maistu ir galimybės reguliuoti erdvėlaivio atmosferą, buvo tyrinėjami praktiškai kiekvienos sekančios raketos pakilimo metu. Nuostabu tai, kad nors TSRS kosminiai tyrimai buvo laikomi itin prestižiniais, konkursą juos atlikti laimėjo lietuvis A. Jo programa siekė ištirti mikrogravitacijos (MG) poveikį sėklų dygimui ir daigų erdvinei koordinacijai; taip pat atsakyti į klausimą, ar augalai gali MG sąlygomis pereiti pilną vystymosi ciklą. Pradžioje buvo tyrinėti žirniai ir salotos, vėliau pipirnės, miežiai ir baltažiedis vairenis.
Jau po pirmųjų skrydžių nustatyta, kad daigai prisitaikė prie MG ir augo įvairiomis kryptimis, priklausomai nuo sėklos padėties laikiklyje, t. y. gravitacijos nebuvimas nesutrukdė augalams augti. Buvo atsakytas ir kitas svarbus klausimas: atlikus analizę ir palyginus kosmose ir Žemėje augusių daigų citologines savybes paaiškėjo, kad jokių apčiuopiamų skirtumų nėra, t. y. kosmose išaugintus augalus galima naudoti mitybai ir vartojimui. Nors minimalių pakitimų būta - prieita prie išvados, kad pavojinga kosminė spinduliuotė veikia ir augalus.
Po ilgų tyrimų kosminėse stotyse, naudojantis lietuvių sukurtomis „Biogravistat-1M“ kosminėmis mikrocentrifugomis nustatytas kitas itin svarbus momentas - norint užtikrinti sėkmingą augalų šaknų orientaciją kosmose, užtenka itin nedidelės - 0,01g išcentrinės jėgos (raide g žymima tipinė trauka Žemės paviršiuje).
Pats svarbiausias klausimas, į kurį reikėjo atsakyti, - ar gali augalai kosminio skrydžio metu praeiti visą savo gyvavimo ciklą - t. y. nuo sėklos iki sėklos. Lietuvių mokslininkų komanda sukonstravo specialią oranžeriją „Fiton“ kurioje buvo užtikrinta vėdinimo sistema, nepažeidžianti sterilumo sąlygų; taip pat ir ypatingas įrenginys, pasėjantis sėklas nesvarumo sąlygomis.
1982 metais kosminėje stotyje „Saliut-7“ oranžerija buvo išbandyta praktiškai. Įdomu tai, kad kosmonautai apie tyrimo rezultatų svarbą net nenutuokė. Įprastinio radijo pranešimo metu informavę, kad „Fiton“ įrenginyje augalas subrandino sėklas, jie nesuprato, kodėl tai išgirdę mokslininkai nepaprastai jaudinosi. Nors augalai vystėsi lėčiau ir subrandino mažiau sėklų nei jų analogai Žemėje, lietuvių eksperimentas pavyko - morfologiniais rodikliais kosmose auginti augalai nesiskyrė nuo savo giminaičių, užaugintų Žemėje.
Net ir nustačius, kad kosmose galima sėkmingai auginti aukštesniuosius augalus, automatizuotomis sistemomis aklai pasitikėti negalima. Astronautai dažniausiai nėra įgudę sodininkai, jiems duodama tik sausa techninė informacija apie augalų priežiūrą, todėl, pasikeitus realioms sąlygoms ir atsiradus neatitikmams nuo numatytos eigos, dažnu atveju visas kosminis „daržas“ būdavo pasmerktas. Situaciją pakeitė S. Kelly, kuris paprašė leidimo prižiūrėti ūkį savo nuožiūra, nes, jo teigimu „pakankamai akivaizdu, kai augalus reikia palaistyti - nesvarbu, kur tai būtų - ar darže namie, ar TKS“.
Gavęs leidimą elgtis savo nuožiūra, S. Kelly sugebėjo išauginti ne tik salotas, bet ir zinijas, o tai buvo didelis pasiekimas. 2015 metais TKS astronautai nuėmė pirmąjį romaninių salotų derlių, kurių skonis buvo „stebėtinai puikus.“ Panašu, kad „VEGGIE“ sistema veikia sėkmingai, todėl ateityje NASA planuoja auginti sudėtingesnius augalus - sojos pupeles, pomidorus ir gal net ryžius.
Dr. Gioia Massa, vadovaujanti tyrimui, teigia: „Žmonijai keliaujant toliau ir ilgiau, augalų užaugintų vietos sąlygomis nauda yra neįkainojama. Tai yra vienas esminių komponentų sėkmingo kosmoso užkariavimo kelyje. Tikimės, kad „VEGGIE“ sistema leis astronautams reguliariai maitintis šviežiomis daržovėmis net esant toli nuo gimtosios Žemės.
Ar Marse augs bulvės?
Daugumai kils klausimas - tai visgi, realu užauginti bulves ir išsivirti cepelinus Marse? Panašu, kad taip. Grupė mokslininkų iš Tarptautinio Bulvių Centro (CIP) sėkmingai išdaigino ir užaugino bulves dirbtinėje dirvoje, kuri buvo sukurta, atkartojant Marse esančios sudėtį. Kaip pagrindas buvo paimta žemė iš dykumos, esančios pietinėje Peru dalyje, ir apdorota taip, kad atitiktų Marse esančio grunto sudėtį; taip pat panaudota atitinkama temperatūra, atmosfera ir MG.
Šiuo momentu esamos bulvių veislės yra modifikuojamos, siekiant pritaikyti jas augti gerokai žemesnėje temperatūroje, o NASA planuoja į Raudonąją planetą nuskraidinti uždaras sistemas, kuriose šis augimas būtų išbandytas praktiškai. Mums belieka pasidžiaugti, kad pagrindus šiam ambicingam projektui padėjo lietuvis A.
Ar žinojote, kad bulvė buvo pirmoji daržovė, užauginta kosmose? Taip, tai tiesa. 1995 m. spalį bulvė tapo pirmąja daržove, užauginta kosmose. NASA ir Viskonsino universitetas Madisone sukūrė šią technologiją siekdami maitinti astronautus ilgų kosminių kelionių metu ir ateityje maitinti būsimas kosmines kolonijas. Nenuostabu, kad šios daržovės atsidūrė už mūsų planetos ribų.