NASA-ს Artemis 1-ის მისიის გაშვება მთვარეზე ნოემბერში კიდევ ერთი ნაბიჯი იყო მოგზაურობისას, რომელიც ერთ დღეს მიგვიყვანს ადამიანების მონახულებამდე ჩვენს უახლოეს პლანეტურ მეზობელ მარსზე. ადამიანის მისია საბოლოოდ მოჰყვება მრავალ რობოტ კოსმოსურ ხომალდს, რომელთაგან უახლესი იყო 2021 წლის თებერვალში წითელ პლანეტაზე Perseverance როვერის დაშვება. მარსზე ადამიანის მოგზაურობისთვის ბევრი ტექნოლოგიური საკითხია გადასაჭრელი, რაც მთავარია. ეს არის მზის რადიაციისგან დაცვა და ეკიპაჟის ჯანმრთელობა, მათ შორის, თუ როგორ მივაწოდოთ საუკეთესო საკვები. ამ უკანასკნელის შემსწავლელი მრავალი ექსპერტისთვის აქცენტი და გამოწვევა არის ის, თუ როგორ ავიცილოთ თავიდან ყინვაში გამხმარი საკვების მუდმივი მოხმარებით გამოწვეული ლატენტური ხარვეზები. ახალი საკვების ხელმისაწვდომობა, ცხადია, იქნება მთავარი ჯანმრთელობისა და ფსიქოლოგიური უპირატესობა და ამისთვის საჭირო იქნება მცენარეების გაშენება და მოსავალი გზაზე. ამ სტატიაში ავტორები მიმოიხილავენ მიმდინარე მონაცემებსა და კვლევებს კვების, სამედიცინო და ფსიქოლოგიურ სარგებელსა და ღრმა სივრცეში მოსავლის ზრდის შესაძლო მეთოდებთან დაკავშირებით.
NASA-ს თანახმად, ხანგრძლივი კოსმოსური ფრენების დროს ხუთი ძირითადი საფრთხე ჩნდება: კოსმოსური გამოსხივება, იზოლაცია და იზოლაცია, დედამიწიდან დაშორება, დაბალი გრავიტაცია და კოსმოსური ხომალდის მტრული და დახურული გარემო. ცოცხალმა მცენარეებმა და ახლად მოყვანილმა საკვებმა შეიძლება მნიშვნელოვანი როლი შეასრულონ სამი მათგანის მხარდაჭერაში: კვება, სამედიცინო საჭიროებები და ეკიპაჟის ფსიქოლოგია.
კვების
კოსმოსური მისიებისთვის მიწოდებული საკვების კვებითი ბალანსი სრულყოფილად უნდა იყოს ადაპტირებული იმისთვის, რომ ეკიპაჟმა გააგრძელოს ხანგრძლივი მოგზაურობა კარგი ჯანმრთელობისთვის.
კოსმოსური მისიებისთვის მიწოდებული საკვების კვებითი ბალანსი სრულყოფილად უნდა იყოს ადაპტირებული იმისთვის, რომ ეკიპაჟმა გააგრძელოს ხანგრძლივი მოგზაურობა კარგი ჯანმრთელობისთვის. ვინაიდან დედამიწიდან მიწოდება რთული იქნება, ზუსტად სწორი დიეტის და მისი ზუსტი ფორმის განსაზღვრა კრიტიკული მიზანია.
აუცილებელი საკვები ნივთიერებების ნებისმიერი დეფიციტის თავიდან აცილება ყველაზე აშკარა გამოწვევაა და დეტალური კვების საჭიროებები შესწავლილია NASA-ს მიერ. ამჟამინდელი კოსმოსური კვების "სისტემის" დიდი ნაწილი, თუმცა, დადასტურდა, რომ დეფიციტურია. კერძოდ, საკვების ხანგრძლივი გარემოში შენახვა იწვევს A, B1, B6 და C ვიტამინების დეგრადაციას.
ასტრონავტების წონის საშუალო კუმულაციური კლება არის 2.4 პროცენტი 100 დღეში მიკროგრავიტაციაში, მკაცრი რეზისტენტული ვარჯიშის საწინააღმდეგო ზომების შემთხვევაშიც კი. ასევე ნაჩვენებია, რომ ასტრონავტებს აწუხებთ კალიუმის, კალციუმის, D ვიტამინისა და K ვიტამინის კვებითი დეფიციტი, რადგან მიწოდებული საკვები არ აძლევს მათ საშუალებას დააკმაყოფილონ ყოველდღიური მოთხოვნილებები.
მცენარეები ბუნებრივად შეიცავს ვიტამინებსა და მინერალებს და ახალი საკვების დაუყოვნებელი მოხმარება თავიდან აიცილებს შენახვის პრობლემას. ამიტომ მათი მოხმარება შესანიშნავი დანამატი იქნება ყინვაში გამხმარი საკვებისთვის.
ასტრონავტმა სკოტ კელიმ ISS-ზე მომაკვდავი კოსმოსური ცინიები გამოასწორა. მან გადაიღო ყვავილების თაიგული კუპოლაში დედამიწის ფონზე და გააზიარა ფოტო თავის ინსტაგრამზე 2016 წლის ვალენტინობის დღისთვის.
მედიცინა
ვიტამინებისა და მინერალების გარდა, მცენარეები სინთეზირებენ სხვადასხვა მეორად მეტაბოლიტს. ეს ნაერთები შეიძლება იყოს დიდი დახმარება ჯანმრთელობის პრობლემების თავიდან ასაცილებლად. მაგალითად, ფოლატი მონაწილეობს დნმ-ის შეკეთებაში, მაგრამ მისი მოთხოვნები სრულდება ფრენის დღეების მხოლოდ 64 პროცენტში. იმის გამო, რომ დადასტურდა, რომ ტელომერები, ქრომოსომების დასასრული, მნიშვნელოვნად იცვლება ხანგრძლივი ფრენების დროს, ფოლიუმის მჟავის დამატება ახალი მცენარეების მეშვეობით შეიძლება დაეხმაროს გენეტიკური დაბერების და კიბოს შემთხვევების შემცირებას.
სხვა მაგალითებთან ერთად, კაროტინოიდებით მდიდარ ბოსტნეულს შეუძლია თავიდან აიცილოს თვალის დამახინჯება, რომელიც გამოწვეულია მიკროგრავიტაციით, ხოლო ქლიავის ხმელი დიეტა ხელს უწყობს რადიაციით გამოწვეული ძვლის დაკარგვის თავიდან აცილებას. ბევრი მცენარე შეიცავს ანტიოქსიდანტებს, რომლებსაც შეუძლიათ დიდი დახმარება გაუწიონ ადამიანის დნმ-ის დაცვას რადიაციით გამოწვეული მუტაციებისგან. თუმცა, მცენარეებზე დაფუძნებული დიეტა არ არის საკმარისი და სხვა გადაწყვეტილებები უნდა შემუშავდეს ასტრონავტების რადიაციისგან დასაცავად.
ფსიქოლოგიის
ვიტამინებისა და მინერალების გარდა, მცენარეები ასინთეზირებენ სხვადასხვა მეორად მეტაბოლიტს
იმის გამო, რომ იზოლაცია და მანძილი მნიშვნელოვან დატვირთვას აყენებს ასტრონავტების ფსიქიკურ ჯანმრთელობას, კვება ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი დროა განწყობის გასაუმჯობესებლად. ყოველი ჭამის დროს გაყინული საკვების მიღება იწვევს მენიუს დაღლილობას და ასტრონავტები დროთა განმავლობაში ნაკლებად ჭამენ. ახალი საკვების მიღებამ შეიძლება შეამციროს ეს დაღლილობა, განსაკუთრებით ფორმისა და ტექსტურის მრავალფეროვნებით.
კიდევ ერთი საქმიანობა, რომელიც სასარგებლოა ეკიპაჟის ფსიქიკური ჯანმრთელობისთვის, არის მებაღეობა. დადასტურდა, რომ მზარდი მცენარეები საოცრად სასარგებლო გავლენას ახდენს, რადგან მას შეუძლია ასტრონავტებს დედამიწის ნაწილთან ერთად მოგზაურობის განცდა მისცეს. ზოგიერთი კვლევა ცდილობდა ეპოვა მცენარეები, რომლებსაც აქვთ ყველაზე სასარგებლო ფსიქოლოგიური ეფექტი, რადგან ისინი შეიძლება იყოს ძალიან მნიშვნელოვანი ფაქტორი ეკიპაჟის ფსიქიკური ჯანმრთელობისთვის. მაგალითად, მარწყვს შეუძლია გააუმჯობესოს დადებითი ფსიქოლოგიური რეაქციები, როგორიცაა ენერგიულობა და თვითშეფასება, შეამციროს დეპრესია და სტრესი, ხოლო ქინძი გააუმჯობესებს ძილის ხარისხს.
ამრიგად, მცენარეებზე დაფუძნებული კოსმოსური მეურნეობა საინტერესოა კვების, ფსიქოლოგიურ და სამედიცინო დონეზე. თუმცა, ოთახის ნაკლებობა და მზარდი განსაკუთრებული პირობები ზღუდავს მოსავლის რაოდენობას და არჩევანს.
გამოყენებული კულტურების ფაქტობრივი არჩევანი განსხვავდება გამოკვლეული კრიტერიუმებისა და სასურველი სფეროს (კვება, ფსიქოლოგია და მედიცინა) მიხედვით. ზოგიერთი მცენარე, რომელსაც აქვს ხანგრძლივი შენახვის ვადა, შეიძლება იყოს მოსახერხებელი, როგორიცაა ხორბალი ან კარტოფილი, მაგრამ აქვს მინუსი, რომ საჭიროებს მოხარშვას მოხმარებამდე. გასათვალისწინებელი კიდევ ერთი ფაქტორია რეპროდუქციული სისტემა და მცენარეების დამტვერვის რეჟიმი, რადგან ცხოველები (როგორიცაა მწერები) არ დაიშვებიან გემზე.
შეიქმნა კოსმოსში გასაშენებელი პოტენციური კულტურების სია, რომელთაგან ზოგიერთი უკვე ბორტზე იყო გაშენებული. ავტორებმა შეარჩიეს კვების და აგრონომიული კრიტერიუმები მათი არჩევის ინსტრუმენტად. ამრიგად, ფსიქოლოგიური ეფექტისთვის, მნიშვნელობა ერთი (წთ)-დან ოთხამდე (მაქს) მიეკუთვნებოდა მოსავლის ან საკვები მცენარის ნაწილის გემოს და გარეგნობას.
სხვადასხვა კულტურების ცხრილი მათი კვების, სამედიცინო, აგრონომიული და ფსიქოლოგიური მახასიათებლებით, შესაფერისია კოსმოსში ხანგრძლივი მისიებისთვის.
მცენარეების გაშენება კოსმოსურ ხომალდში
სივრცე მცენარეებისთვის სტრესის ორ ძირითად წყაროს წარმოადგენს: კოსმოსური გამოსხივება და მიკროგრავიტაცია.
რადიაცია უარყოფითად მოქმედებს მცენარის ზრდაზე და ზრდის გენეტიკური მუტაციების რისკს, ამიტომ მცენარეთა დაცვა რადიაციისგან პრიორიტეტული უნდა იყოს. მიუხედავად იმისა, რომ რადიაციის შეკავება შესაძლებელია ტყვიის და/ან წყლის ფარების გამოყენებით, ეს წარმოადგენს დამატებით მასას ორბიტაზე მოსათავსებლად. კარგი გამოსავალი, რომელიც წარმოიშვა Lockheed Martin-ის მარსის საბაზო ბანაკიდან (2018), არის საწვავის შესანახი გამოყენება, როგორც რადიაციული ფარი.
მიკროგრავიტაცია, მეორე მხრივ, მნიშვნელოვნად არ აფერხებს მცენარის ზრდას, თუმცა შესაძლოა შეანელოს იგი. თუმცა, მცენარის რეაქცია სახეობების მიხედვით განსხვავდება, რადგან მიკროგრავიტაცია გავლენას ახდენს მცენარის გენომის ექსპრესიაზე. გაირკვა, რომ მიკროგრავიტაციაში მცენარეები გამოხატავენ უფრო მეტ სტრესთან დაკავშირებულ გენებს, როგორიცაა სითბური შოკის გენები და გაზრდის სტრესთან დაკავშირებული ცილების წარმოებას. გარდა ამისა, აღმოჩნდა, რომ თესლს აქვს მეტაბოლიტების განსხვავებული კონცენტრაცია და დაგვიანებული გაღივება.
მიკროგრავიტაცია ასევე მოქმედებს მცენარის მიკროგარემოზე, როგორიცაა ატმოსფეროს მოძრაობის ნაკლებობა, უჩვეულო ატმოსფერული შემადგენლობის შექმნა და მორწყვის სირთულე (მხარდაჭერით ან მის გარეშე). გარე სივრცეში არ არის ჰაერის კონვექცია, ასე რომ, თუ მზარდი სადგური არ არის საკმარისად ვენტილირებადი, მცენარის მიერ გამოსხივებული გაზი დარჩება მის ზედაპირზე. ნაჩვენებია, რომ მცენარეების ფოთლების ირგვლივ აირისებრი ეთილენის დაგროვება იწვევს ფოთლების არანორმალურ განვითარებას. სხვა აირები, როგორიცაა ნახშირორჟანგი, მაღალი კონცენტრაციით კოსმოსურ ხომალდში, შეიძლება იყოს სასიკვდილო ზოგიერთი მცენარისთვის. იგივე პრობლემა ჩნდება მცენარის მორწყვისას, ამიტომ საჭირო იქნება ისეთი მეთოდის შემუშავება, რომელიც ფესვებს არ ახრჩობს.
მცენარის რეაქცია კოსმოსურ გარემოზე უფრო რთული შესაფასებელია. ამ გარემოს ზოგიერთმა ასპექტმა, როგორიცაა შეზღუდული სივრცე, შეიძლება მიმართოს ჩვენს არჩევანს ჯუჯა ჯიშებისკენ. თუმცა, ზოგიერთი სხვა ასპექტი, როგორიცაა მცენარის რეაქცია მიკროგრავიტაციაზე, განსხვავდება სახეობებისა და ჯიშების მიხედვით. მიუხედავად იმისა, რომ ექსპერიმენტები უნდა გაგრძელდეს, მცენარეების გარკვეული რაოდენობა უკვე გამოცდილია და აღწერილია, რომ შეუძლიათ კოსმოსში ზრდა და ჩვენ შეგვიძლია მათი გამოყენება საფუძვლად.
ასტრონავტების ყველა კვებით მოთხოვნილებების დაფარვის თვითშენარჩუნებული მცენარის კამერის შექმნას შეიძლება ათწლეულები დასჭირდეს, მაგრამ მცირე კამერების, როგორც დამატებითი ზომების გამოყენებამ შეიძლება დაეხმაროს ეკიპაჟს ვიტამინებისა და საკვები ნივთიერებების დეფიციტში (რომლებიც შეცვლილია შეფუთულ საკვებში) და შეამციროს დიეტის დაღლილობა.
მარკ ვანდე ჰეი, შეინ კიმბროუ, თომას პესკეტი, აკიჰიკო ჰოშიდე და მეგან მაკარტური Space X Crew-02-დან, პოზირებენ წითელი და მწვანე წიწაკის მოსავალთან ერთად ISS-ში 2021 წელს Plant-Habitat 04 კვლევისთვის.
ბიორეგენერაციული სიცოცხლის მხარდაჭერის სისტემა
ყოველი ჭამის დროს გაყინული საკვების მიღება იწვევს მენიუს დაღლილობას და ასტრონავტები დროთა განმავლობაში ნაკლებად ჭამენ.
კოსმოსურ ხომალდში ოთახი შეზღუდულია. ამიტომ, მისიის წარმატება დამოკიდებულია სიცოცხლის მხარდაჭერის სისტემებში (LSS) ჩაშენებულ რეგენერაციულ სისტემებზე, რომლებსაც შეუძლიათ გამოყენებული ნივთიერების გადამუშავება გამოსაყენებელ მატერიად. საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურში (ISS) დაყენებული გარემოსდაცვითი კონტროლისა და სიცოცხლის მხარდაჭერის სისტემა (ECLSS) აწარმოებს ჟანგბადს და წყალს ნახშირორჟანგისა და შარდის გადამუშავებით; მსგავსი სისტემა საჭირო იქნება ხანგრძლივი კოსმოსური ფრენებისთვის.
ბიორეგენერაციული LSS-ის (BLSS) იდეა დაიბადა 1960-იან წლებში, რომელიც მოიცავს საკვების წარმოებას და ნარჩენი მასალების (მაგალითად, ფეკალური ნივთიერებების) გადამუშავებას ECLSS-ს. BLSS ბაქტერიებითა და წყალმცენარეებით შეიძლება გამოყენებულ იქნას მყარი ნარჩენების აზოტის გადამუშავებისთვის ორგანული აზოტის გამოსაყენებელ ფორმაში, რომელსაც მცენარეები შთანთქავენ. ექსპერიმენტი ამ პრინციპით - მიკრო ეკოლოგიური სიცოცხლის მხარდაჭერის სისტემის ალტერნატივა (MELiSSA) - შეიმუშავა და აწარმოა ევროპის კოსმოსური სააგენტოს მიერ 1990-იანი წლებიდან.
თუმცა, რადგან ჩვენ ვაერთიანებთ უმაღლეს მცენარეებს BLSS-ში, დაგვჭირდება მათი ინტეგრაციის შესწავლა სხვა არსებულ გარემოსდაცვითი კონტროლის ტექნოლოგიებთან, რაც ახალ გამოწვევას წარმოადგენს. ამ მცირე საკვები პროდუქტების წარმოების სისტემების ღირებულებისა და მდგრადობის განსაზღვრა უზრუნველყოფს კრიტიკულ ინფორმაციას უფრო დიდი BLSS-ისკენ განვითარებისთვის.
ფოროვანი მილის მცენარის ზრდის ერთეულის მეორე დიზაინის სქემატური დიაგრამა.
მცენარეთა ზრდის პალატის შემუშავება
ჰიდროპონიკური სისტემის გამოყენება კულტურების მოსაყვანად არის მიმზიდველი შესაძლებლობა, რადგან ის მცენარეებს წყალში ზრდის ნიადაგის მსგავს სისტემაზე დაყრდნობის ნაცვლად. ეს უკანასკნელი წონას მატებს კოსმოსურ ხომალდს და ირგვლივ ნაწილაკების ცურვის რისკს, ორ ასპექტს, რაც მას არახელსაყრელს ხდის. ISS-ში დაყენებულ Advanced Plant Habitat-მა (APH) უკვე გაზარდა ჯუჯა ხორბლის მრავალფეროვნება ჰიდროპონიური სისტემის გამოყენებით ფოროვანი მილის მორწყვის სისტემით, რომელიც ჩაშენებულია ფესვის მოდულში, რომელიც შეიცავს არცილიტს და ნელი გამოშვების სასუქს.
ეკიპაჟის მებაღეობის საქმიანობის შესამსუბუქებლად და მცენარეების ოპტიმალურ გარემოში ზრდის უზრუნველსაყოფად, მოსავლის კულტურული ციკლი სრულად უნდა იყოს მონიტორინგი კომპიუტერით. ასეთი მონიტორინგის სისტემა 2018 წელს ანტარქტიდაზე გამოსცადეს. კულტურების მოსაყვანად ნაწილობრივ ავტომატიზირებული სისტემის გამოყენება უზრუნველყოფს ეკიპაჟის სარგებელს მცენარეთა არსებობით კოსმოსურ ხომალდში (მათი მანიპულირებით) და თავიდან აიცილებს სოფლის მეურნეობის ზედმეტად შრომატევად საკითხს. მართლაც, მცენარეების გასაზრდელად საჭირო ოთახი ჯერ არ არის ზუსტად განსაზღვრული და რამდენიმე ექსპერიმენტმა კოსმოსურ გარემოში (როგორიცაა HI-SEAS) აჩვენა, რომ ეს აქტივობა შეიძლება ხანგრძლივი გახდეს.
დადასტურდა, რომ მზარდი მცენარეები უაღრესად სასარგებლო გავლენას ახდენს, რადგან მას შეუძლია ასტრონავტებს დედამიწის ნაწილით მოგზაურობის შეგრძნება მისცეს.
დაბოლოს, NASA-ს ბოსტნეულის წარმოების სისტემა, ან Veggie, (გაშვებული 2014 წელს), რომელიც უზრუნველყოფს მზარდი ფართობის 0.11 მ², არის მცენარის ზრდის ერთეულის შესანიშნავი მაგალითი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას კოსმოსურ ხომალდზე, რადგან ის უკვე გამოცდილია კოსმოსურ ხომალდზე. ISS. სინათლის მოთხოვნების თვალსაზრისით, LED-ები გამოიყენება ორი განსხვავებული ტალღის სიგრძით: წითელი (630 ნმ) და ლურჯი (455 ნმ), რადგან მცენარეები უფრო ეფექტურად იზრდებიან ამ ტალღის სიგრძის ქვეშ. მწვანე LED შეიძლება ასევე საჭირო გახდეს მცენარეს ბუნებრივი ფერის მისაცემად, რაც ამარტივებს დაავადებების იდენტიფიკაციას და ეკიპაჟს შეახსენებს დედამიწას.
მიზუნა (იაპონური კომბოსტო), წითელი რომაული სალათის ფოთოლი და ტოკიოს ბეკანა (ჩინური კომბოსტო), რომელიც გაიზარდა ISS-ის Veggie განყოფილებაში.
კოსმოსური პირობები ქმნის სტრესს როგორც ადამიანებისთვის, ასევე მცენარეებისთვის, ამიტომ მცენარეების დიზაინი, რომელსაც შეუძლია გაიზარდოს კოსმოსურ ხომალდში და დაეხმაროს სტრესის შემსუბუქებაში, რომელსაც ასტრონავტები განიცდიან, ამჟამად შესწავლილია.
იდენტიფიცირებულია მცენარეების სტრესის რეაქციებში ჩართული გენები, მაგრამ ამ ეფექტების შესამცირებლად ან შესარბილებლად მეცნიერებს სჭირდებათ არსებული გენების გამოხატვის შეცვლა ან გენომებში სივრცის ადაპტაციის გენების დამატება. ამის მიღწევა შესაძლებელია გენის რედაქტირების გამოყენებით და ზოგიერთი კანდიდატი გენი უკვე სპეციალურად იდენტიფიცირებული და შესწავლილია. მაგალითად, ARG1 (Altered Response to Gravity 1), გენი, რომელიც ცნობილია დედამიწაზე მცენარეების გრავიტაციულ პასუხებზე, მონაწილეობს კოსმოსური ფრენის ადაპტაციასთან დაკავშირებული 127 გენის გამოხატვაში. აღმოჩნდა, რომ კოსმოსური ფრენის დროს ექსპრესიაში შეცვლილი გენების უმეტესობა იყო Arg1-ზე დამოკიდებული, რაც მიუთითებს ამ გენის მთავარ როლზე არადიფერენცირებული უჯრედების ფიზიოლოგიურ ადაპტაციაში კოსმოსურ ფრენაზე. HsfA2 (სითბო დარტყმის ფაქტორი A2) მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს კოსმოსური ფრენის ადაპტაციაზე, მაგალითად, სახამებლის ბიოსინთეზის გზით. მიზანია სტრესის გამომწვევი გენების დაქვეითება და სასარგებლო გენების ხელშეწყობა.
სხვა გენები, რომელსაც ეწოდება კოსმოსური ადაპტაციის გენები, როგორიცაა რადიაციასთან, პექლორატთან, ჯუჯასთან და ცივ ტემპერატურასთან დაკავშირებული გენები, პოტენციურად ღირს შესწავლა, რადგან ისინი დაეხმარებიან მცენარეებს წინააღმდეგობის გაწევაში კოსმოსის მკაცრი პირობების მიმართ. მაგალითად, ჰიპერმარილიან გარემოში ადაპტირებული მიკროორგანიზმები ფლობენ ულტრაიისფერი რეზისტენტობისა და პერქლორატების წინააღმდეგობის გენებს. ბევრი ჯუჯა ჯიში (მაგ. ხორბალი) უკვე გაშენებულია ISS-ზე და ჯუჯა ჩერი პომიდორი "Red Robin" შესაძლოა გაიზარდოს ISS-ში, როგორც ნასას Veg-05 ექსპერიმენტის ნაწილი.
ჩვენ ასევე შეგვიძლია შევქმნათ მცენარეები ასტრონავტების ჯანმრთელობისთვის. სასარგებლო ნაერთების დაგროვების ხელშეწყობა, მთელი სხეულის საკვები მცენარეების დამზადება ნარჩენების შესამცირებლად, ან მცენარეების დაპროექტება კოსმოსური გვერდითი ეფექტების საწინააღმდეგო წამლების წარმოებისთვის, შესაძლებელია მცენარეების ეკიპაჟისთვის სასარგებლო გახდეს.
მთელი სხეულის საკვები და ელიტური მცენარის (WBEEP) სტრატეგია გამოყენებული იყო კარტოფილის მცენარეებზე, რაც კარტოფილის ღეროებსა და ფოთლებს საკვებად აქცევდა მათგან სოლანინის ამოღებით. მისი წარმოების დათრგუნვის მიზნით, ან ჩუმდება მისი წარმომქმნელი გენები, ან ხდება მუტაცია გენის რედაქტირების შედეგად. ამ WBEEP კარტოფილის შექმნას აქვს უპირატესობები, რადგან ის ადვილად კულტივირებული მცენარეა, რომელიც ენერგიის კარგი წყაროა და დადასტურდა, რომ შეუძლია გაიზარდოს რთულ პირობებში, როგორიცაა სივრცე. მცენარეები ასევე გამაგრდა, რათა სრულად დაეკმაყოფილებინა ადამიანის ორგანიზმის საკვები ნივთიერებების საჭიროება.
რადიაცია უარყოფითად მოქმედებს მცენარის ზრდაზე და ზრდის გენეტიკური მუტაციების რისკს, ამიტომ მცენარეთა დაცვა რადიაციისგან პრიორიტეტული უნდა იყოს.
მიკროგრავიტაციაში ასტრონავტების ჯანმრთელობის ერთ-ერთი მთავარი პრობლემა ძვლის სიმკვრივის დაკარგვაა. ჩვენი ძვლები მუდმივად დაბალანსებულია ზრდასა და რეზორბციას შორის, რაც საშუალებას აძლევს ძვლებს უპასუხონ დაზიანებას ან ვარჯიშის ცვლილებებს. მიკროგრავიტაციაში დროის გატარება არღვევს ამ ბალანსს, აბრუნებს ძვლებს რეზორბციისკენ, ამიტომ ასტრონავტები კარგავენ ძვლის მასას. ამის მკურნალობა შესაძლებელია წამლით, რომელსაც ეწოდება პარათირეოიდული ჰორმონი, ან PTH, მაგრამ ის მოითხოვს რეგულარულ ინექციებს და აქვს ძალიან მოკლე შენახვის ვადა, რაც პრობლემურია ხანგრძლივი კოსმოსური ფრენებისთვის. აქედან გამომდინარე, შეიქმნა ტრანსგენური სალათის ფოთოლი, რომელიც გამოიმუშავებს PTH-ს.
მცენარეების დაპროექტება, რომლებსაც შეუძლიათ გაიზარდონ კოსმოსში და გამოიყენონ ასტრონავტებისთვის, ჯერ კიდევ კვლევის ადრეულ ეტაპზეა. თუმცა, მისი პერსპექტივები ძალიან პერსპექტიულია და ყველა ძირითადი კოსმოსური სააგენტოს მიერ არის შესწავლილი. სივრცის არასასურველ გარემოში მცენარეთა ზრდის პალატის აშენება ჯერ კიდევ მოითხოვს მუშაობას. ერთ-ერთი გამოწვევა იქნება BLSS-ის ბიორეგენერაციული ნაწილის დამატება უკვე არსებულ LSS-ს. კიდევ ერთი გამოწვევა არის ბორტზე გასაშენებელი კულტურების უკეთესი არჩევანის საჭიროება, რათა გაუძლოს კოსმოსურ პირობებს და შესთავაზოს მნიშვნელოვანი მოსავალი. მაგრამ მცენარეთა მოშენების ცოდნის გავრცელების წყალობით, არჩეულ კულტურებში გენის რედაქტირება საშუალებას მისცემს მათ შემდგომ ადაპტირდნენ კოსმოსურ პირობებთან და შეესაბამებოდეს ეკიპაჟის კვების და ჯანმრთელობის საჭიროებებს.
წყარო: https://room.eu.com