Läbimurre kosmoseaianduses: esimene saak lõigati juba aastal 2015
Ehkki hästivarustatud Rahvusvaheline Kosmosejaam võimaldab kuuel meeskonnaliikmel nautida toitvaid eineid, maiustatakse värskete puu- ja juurviljadega üksnes iga paari kuu tagant, mil Maalt saabub uus transpordilaev. Toiduainete kasvatamine kosmoses nii, et taimed saaksid õigeid toitaineid, õhku ja vett õiges koguses ja õigel ajal, on kaaluta oleku tõttu raskendatud.
NASA on töötanud välja taimekasvatussüsteemi Veggie, mille abil saavad astronaudid toiduaineid kasvatada ka kosmoses. Seemned paigutatakse taime kasvu stimuleerivatesse „istutuspadjakestesse“, mille koostisse kuulub näiteks kontrollitud vabanemisega väetis ja õhustamiseks mõeldud savi. Padjakesed asuvad taimekasvatuskambris, mis kastab taimi ise ning kus valgusallikana kasutatakse punaseid, siniseid ja rohelisi LED-lambikesi.
Võimalus kosmoses ise toitu kasvatada on eriti oluline just kaugemas perspektiivis, kui hakkavad toimuma pikemaajalised missioonid, sealhulgas Marsile, mida ei ole võimalik regulaarselt uute saadetistega varustada.
Esimene värske toit kosmoses
Töö selle nimel, et mullu esimest korda kosmosejaama pardal salati saaki nautida, algas Rahvusvahelises Kosmosejaamas juba 2014. aastal. Esimesed padjakesed aktiveeris, taimi kastis ja hooldas 39. ekspeditsiooni lennuinsener Steve Swanson 2014. aasta mais. Pärast 33-päevast kasvuperioodi toimus „saagikoristus“ ning taimed saadeti sama aasta oktoobris Maale. NASA Floridas asuvas Kennedy kosmosekeskuses analüüsiti taimi toiduohutuse seisukohast.
Järgmised taimepadjakesed aktiveeris Scott Kelly 8. juulil 2015 ning kasvatas neid taas 33 päeva kuni saagi koristamiseni. Seemned olid jaamas enne aktiveerimist olnud 15 kuud. Mõlemal korral kasvatasid samast seemnest taimi ka Maal viibivad teadlased, et oleks võimalus tulemusi omavahel võrrelda.
10. augustil 2015 sõidki astronaudid esimest korda Rahvusvahelise Kosmosejaama pardal kasvanud salatit. Enne tarbimist puhastasid astronaudid lehtköögiviljad sidrunhappega immutatud toidu desinfitseerimiseks mõeldud lappidega.
Veggie – LED-valgusel põhinev süsteem
Veggie süsteemi töötas välja USAs Wisconsini osariigis asuv ettevõte Orbital Technologies Corp (ORBITEC) ning enne missiooni testiti seda Kennedy kosmosekeskuses.
Kokkupandav ja avatav Veggie süsteem sisaldab muuhulgas punaste, siniste ja roheliste LED-lambikestega varustatud lameda paneeliga valguspanka, mis aitab taimedel kasvada. Kennedy Teadus- ja Tehnoloogiauuringute Programmi Keskuse Advanced Life Support tegevuste eestvedaja Ray Wheeleri sõnul käidi LED-lambikeste kasutamise idee NASAs esmakordselt välja 1990. aastate lõpus. Veggie süsteemi arendasid välja Wheeler ja ORBITEC koostöös inseneride ja teiste kaastöötajatega osana väikestele ettevõtetele suunatud innovatiivsest teadusprojektist.
Lillakasroosa kuma, mis Veggie’s olevaid taimi ümbritseb, tuleneb punaste ja siniste tulede kooslusest, mis on disainitud selliselt, et need kiirgaksid rohkem valgust kui rohelised LED-lambid. Viimased lisati süsteemi selleks, et taimed näeksid välja isuäratavamad, mitte nagu mingid kummalised lillad taimed.
„Sinised ja punased lainepikkused on absoluutne miinimum, mis võimaldab taimedel normaalselt kasvada,“ selgitab Wheeler. „Elektrienergia muundamise mõttes on see ilmselt kõige tõhusam lahendus. Rohelised LED-lambikesed mõjuvad inimese nägemismeelele kõige paremini, ehkki valgust need nii palju välja ei anna kui punased ja sinised lambid."
Dr. Gioia Massa on Kennedys NASA Veggie arendustiimi kuuluv teadlane. Massa ja tema kaastöötajad seadsid endale eesmärgiks süsteem täielikult välja arendada ja see kosmosejaama jaoks sertifitseerida.
Wheeler, Massa ja Dr. Gary Stutte, kes kõik töötavad Kennedys, on ka juba varem, aastatel 2010 ja 2011, viinud läbi sarnaseid katseid: näiteks püüdsid nad kasvatada taimi Arizona kõrbes asuvas NASA elukeskkonna testimise keskuses.
Wheeleri sõnul aitab Veggie NASA-l saada infot taimede kasvatamise kohta kontrollitud tingimustes. Sarnased tingimused võimaldavad taimi kasvatada ka vertikaalasendis ehk riiulitel vesiaianduse vormis. Ka sel puhul kasutatakse elektrilise valgusallikana punaseid ja siniseid LED-lambikesi. Selline süsteem on juba rohkelt kasutust leidnud mitmetes Aasia riikides, kogudes kiirelt populaarsust ka USAs.
„Meil on piisavalt tõendusmaterjali selle kohta, et värsked toiduained, nagu näiteks tomatid, mustikad ja punane lehtsalat on head antioksüdantide allikad. Selliste värskete toiduainete kättesaadavus kosmoses võib mõjuda positiivselt nii inimeste enesetundele kui ka kaitsta neid kosmoses leviva kiirguse eest," selgitas Wheeler.
Päras seda, kui esimene salatisaak oli kosmosejaamast Maale saadetud, asus Massa koos lennundusarstidest ja NASA ohutusspetsialistidest koosneva meeskonnaga tegutsema selle nimel, et saada kosmosejaamas kasvatatud taimede toiduks tarvitamise luba. Massa sõnul on esimese rooma salati saagi mikrobioloogilised toiduohutusanalüüsid paljulubavad.
Kosmoseaianduse psühholoogiline kasu
Kas kosmosejaamas toidu kasvatamisel võiks lisaks selle suuremale toiteväärtusele olla inimeste jaoks ka psühholoogiline kasu? Alexandra Whitmire on NASA Houstonis asuva Johnsoni kosmosekeskuse teadlane, kes koos rühma teiste teadlastega tegeleb just sellele küsimusele vastuse leidmisega. Whitmire on tervisekäitumise ja sooritusvõime uurimisrühma (Behavioral Health and Performance Research) teadlane NASA inimuuringute programmis. Tema meeskonna eesmärk on uurida psühholoogiliste riskide vähendamise võimalusi Marsi missioonil.
Whitmire’i sõnul on Veggie eksperiment hetkel ainus nende poolt toetatav eksperiment, mis analüüsib taimede mõju kosmoses viibivatele inimestele.Tema teadlastest koosnev meeskond uurib kosmosejaama meeskonna käitumuslikku seisundit, samuti nende sooritusvõime vähenemist, meeskonna omavahelist suhtlemist ning psühhosotsiaalset kohanemist.
„Tulevased kosmoselennud võivad tähendada seda, et neli kuni kuus meeskonnaliiget elavad pikaajaliselt koos piiratud ruumis ilma erilise suhtlusvõimaluseta," selgitab Whitmire. „Meie jaoks on oluline meeskond selleks piisavalt ette valmistada ja leida vahendid, et rakendada missioonil viibimise ajal sellistes olukordades sobivaid vastumeetmeid."
Vastumeetmete all peetakse silmas näiteks tähendusrikast tööd. Whitmire’i sõnul on Maal läbiviidud uuringud kinnitanud, et taimede olemasolu ning inimese enesetunde ja sooritusvõime optimeerimise vahel on olemas seos. Seega võivad taimed pikaajalistel ekspeditsioonidel toimida positiivse vastumeetmena.
Massa jätkab: „Lisaks võimalusele kasvatada ja tarbida kosmoses värsket toitu, võib sellel olla ka positiivne psühholoogiline mõju. Meeskond saab küll ka praegu värskeid köögivilju, nagu näiteks porgandid või õunad, iga kord, kui uus saadetis nendeni jõuab, ent need kogused on väikesed ja tuleb kiiresti ära süüa."
Samas, kui sul on endal võimalus midagi rohelist kasvatada, toimib see nagu väike planeet Maa, mille eest sa saad karmis ja stressirohkes keskkonnas töötades hoolt kanda, ning sellel võib olla tohutu suur väärtus ja positiivne mõju. „Mida kaugemale ja mida pikemaks ajaks inimesed Maast lähevad, seda suurem on vajadus iseendale toidu kasvatamise, hapniku taastootmise ja psühholoogilise positiivse mõju järele. Ma usun, et taimekasvatussüsteemist saab iga kauakestva ekspeditsiooni oluline osa," ütles Massa.
Kosmoseaiandusest võidavad ka linnafarmid
See süsteem võib aidata kaasa ka taimekasvatusele ja biomassi tootmisele Maal, millest võidavad siinsed kodanikud. Massa sõnul saab nii mõndagi neist uutest teadmistest, milleni NASA on tänu Veggie’ile jõudnud, kasutada ära linnades asuvates taimekasvatustes, samuti põllumajandustingimustes, mis toimivad elektrivalguse ja vee kokkuhoiu põhimõttel.
„Me tahame tulevikus taimede koguseid ja valikut suurendada, mis omakorda annab meile võimaluse õppida veelgi rohkem taimekasvatuse kohta kaaluta olekus," rääkis Massa. „Järgmiste katsete käigus uuritakse valguse kvaliteedi mõju saagirikkusele, taimede toiteväärtusele ja maitsele nii Maal kui ka kosmoses."
Kennedy ja Johnsoni keskuse meeskond loodab, et Veggie’ist ja kosmoseaiandusest saab oluline osa elust nii kosmosejaamas kui tulevikus ka Marsil.
Allikas: NASA
