Bij NASA draait alles om het oplossen van uitdagingen, en het doel van een langdurige aanwezigheid in de ruimte, of een kolonie op Mars of een andere wereld, zit vol uitdagingen, waaronder de noodzaak om voedsel te verbouwen. Wetenschappers van Kennedy Advanced Life Support Research werken aan het Prototype Lunar / Mars Greenhouse Project om die uitdaging aan te gaan.
Het Prototype Lunar / Mars Greenhouse Project (PLMGP) heeft alles te maken met het kweken van groenten voor astronauten tijdens langdurig verblijf op de maan, op Mars of waar ze niet van de aarde kunnen worden bevoorraad. Naast het verbouwen van voedsel, wil het project begrijpen hoe voedselverwerkende systemen ook een onderdeel kunnen zijn van levensondersteunende systemen.
"De aanpak maakt gebruik van planten om koolstofdioxide te schrobben, terwijl het voedsel en zuurstof levert." - Dr. Ray Wheeler
"We werken samen met een team van wetenschappers, ingenieurs en kleine bedrijven aan de Universiteit van Arizona om een gesloten systeem te ontwikkelen. De aanpak gebruikt planten om koolstofdioxide te schrobben, terwijl het voedsel en zuurstof levert ”, zegt Dr. Ray Wheeler, hoofdwetenschapper bij Kennedy Advanced Life Support Research.
Het prototype zelf is een opblaasbaar, inzetbaar systeem dat onderzoekers een bioregeneratief levensondersteunend systeem noemen. Naarmate gewassen worden verbouwd, recycleert het water, recycleert het afval en revitaliseert het de lucht.
Het systeem is hydrocultuur, dus er is geen grond nodig. Water dat wordt meegebracht tijdens missies of in situ wordt verzameld - bijvoorbeeld op de maan of op Mars - wordt verrijkt met voedingszouten en stroomt continu door het wortelstelsel van de plant. Lucht in het systeem wordt ook gerecycled. Astronauten ademen kooldioxide uit, dat planten opnemen. Door fotosynthese produceren de planten zuurstof voor de astronauten.
"We bootsen na wat de planten zouden hebben als ze op aarde zouden zijn en gebruiken deze processen voor levensondersteuning", zegt Dr. Gene Giacomelli, directeur van het Controlled Environment Agriculture Center van de Universiteit van Arizona. 'Het hele systeem van de maankas vertegenwoordigt op kleine schaal de biologische systemen die hier op aarde zijn.'
'Het hele systeem van de maankas vertegenwoordigt op kleine schaal de biologische systemen die hier op aarde zijn.' - Dr. Gene Giacomelli
Een belangrijk onderdeel van een dergelijk systeem is te weten wat astronauten mee moeten nemen en welke middelen ze op hun bestemming kunnen vinden. Dit omvat welk type planten en zaden nodig zijn en hoeveel water er beschikbaar kan zijn zodra astronauten hun bestemming hebben bereikt. Methoden voor het onttrekken van water op Mars of de maan worden ook onderzocht en ontwikkeld.
Zelfs als het benodigde water ter plaatse op Mars en de Maan te vinden is, betekent dat nauwelijks dat dit gemakkelijke plaatsen zijn om voedsel te verbouwen. Astronauten moeten worden beschermd tegen straling, evenals gewassen. Deze kaskamers zouden ondergronds moeten worden begraven, waardoor ook gespecialiseerde verlichtingssystemen nodig zijn.
"We zijn erin geslaagd elektrische LED-verlichting (light emitting diode) te gebruiken om planten te laten groeien", zei Dr. Wheeler. "We hebben ook hybriden getest met zowel natuurlijke als kunstmatige verlichting." Zonnelicht kan worden opgevangen met lichtconcentrators die de zon volgen en vervolgens het licht naar de kamer transporteren met behulp van glasvezelbundels.
Deze systemen zijn niet de eerste ervaring van NASA met het telen van gewassen in de ruimte. Experimenten aan boord van het International Space Station (ISS) waren een belangrijk onderdeel van het onderzoek naar de productie van gewassen in niet-terrestrische omgevingen. Het Veggie Plant Growth System was de eerste poging van NASA en astronauten hebben met succes sla uit dat systeem geoogst.
De aarde heeft gevestigde systemen om het leven in stand te houden, en bij dit project gaat het erom een deel daarvan naar verre bestemmingen in de ruimte te brengen.
"Ik denk dat het interessant is om te bedenken dat we onze aardse metgezellen meenemen," zei Wheeler. "Hoewel er misschien manieren zijn om er omheen te werken in termen van opslag en bevoorrading, zou het niet zo duurzaam zijn. De kassen bieden een meer autonome benadering voor langetermijnonderzoek op de maan, Mars en daarbuiten. ”
