जैसा कि नासा चंद्रमा और मंगल ग्रह पर मिशन की योजना बना रहा है, एक चुनौती यह पता लगाना है कि चालक दल के सदस्यों को पर्याप्त स्वस्थ भोजन कैसे प्रदान किया जाए। अंतरिक्ष में महीनों या वर्षों तक आपूर्ति साथ लाना अव्यावहारिक है, और संग्रहीत भोजन स्वाद और पोषण मूल्य खो सकता है। अंतरिक्ष में पौधे उगाना इस समस्या को हल करने में मदद करने का एक तरीका है। अंतरिक्ष उद्यानों की देखभाल करने से चालक दल के सदस्यों के लिए सकारात्मक मनोवैज्ञानिक प्रभाव भी पड़ता है, और पौधे जीवन समर्थन प्रणालियों का हिस्सा हो सकते हैं जो ऑक्सीजन का उत्पादन और कार्बन डाइऑक्साइड को कम करने जैसी सेवाएं प्रदान करते हैं।
एक वर्तमान जांच, प्लांट हैबिटेट-07यह देखता है कि पौधे और उनसे जुड़े सूक्ष्मजीवों के समुदाय पानी के विभिन्न स्तरों पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं। अध्ययन में ‘आउटट्रेजियस’ लाल रोमेन लेट्यूस का उपयोग किया गया है, जो एक खाद्य फसल है जो पहले से ही अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर अच्छी तरह से विकसित होने के लिए जानी जाती है। इस जांच के नतीजे अंतरिक्ष और पृथ्वी पर विभिन्न जल स्थितियों के तहत स्वस्थ फसल पैदा करने के तरीकों की जानकारी दे सकते हैं।
अंतरिक्ष स्टेशन पर पौधों के कई अध्ययनों ने फसलों की एक विस्तृत श्रृंखला और उन्हें उगाने के तरीकों का परीक्षण किया है। शोधकर्ताओं ने अंतरिक्ष में सलाद, चीनी गोभी, सरसों का साग, केल, टमाटर, मूली और चिली मिर्च को सफलतापूर्वक उगाया है। यहां पहले के पौधों के अध्ययन के परिणामों का विवरण दिया गया है।
सब्जी-04ए और सब्जी-04बी जांच में अंतरिक्ष में पौधों की वृद्धि पर प्रकाश की गुणवत्ता और उर्वरक के प्रभावों को देखा गया। शोधकर्ता मिला उपज और पोषण सामग्री में अंतर इस बात पर निर्भर करता है कि पत्तेदार साग कैसे उगाया और काटा जाता है – जिसमें प्रकाश स्पेक्ट्रम (लाल बनाम नीला) की पसंद, भविष्य के पौधों की वृद्धि सुविधाओं के डिजाइन पर विचार शामिल है।
शीर्ष-04 थेल क्रेस सीडलिंग में आणविक परिवर्तनों का अध्ययन किया। शोधकर्ता मिला पौधों की जड़ प्रणालियों में विशिष्ट जीन की अभिव्यक्ति में अंतर, जिसमें दो जीन भी शामिल हैं जो जड़ विकास को प्रभावित करने के लिए पहले से ज्ञात नहीं थे। यह खोज भविष्य के दीर्घकालिक मिशनों पर बेहतर विकास के लिए पौधों को आनुवंशिक रूप से संशोधित करने के तरीकों की पहचान कर सकती है।
प्लांट सिग्नलिंगईएसए (यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी) के सहयोग से आयोजित नासा जांच में पौधों के अंकुरों पर विभिन्न गुरुत्वाकर्षण स्तरों के प्रभावों का अध्ययन किया गया, और प्लांट आरएनए विनियमन माइक्रोग्रैविटी में जड़ों और अंकुरों के विकास में शामिल जीन अभिव्यक्ति की तुलना की गई और उसका अनुकरण किया गया 1 जी (पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण). दोनों जांचों में यूरोपीय मॉड्यूलर कल्टीवेशन सिस्टम का उपयोग किया गया, एक सेंट्रीफ्यूज जो 1 बनाता है जी अंतरिक्ष में और आंशिक गुरुत्वाकर्षण के प्रभावों की जांच करना संभव बनाता है। जांच मिला कुछ जीनों की अभिव्यक्ति में वृद्धि होती है, जैसे कि प्रकाश प्रतिक्रिया में शामिल जीन, और रक्षा प्रतिक्रिया सहित अन्य की अभिव्यक्ति में कमी आती है। ये निष्कर्ष अंतरिक्ष-आधारित संयंत्र विकास सुविधाओं के डिजाइन को सूचित करने में मदद कर सकते हैं।
ऑक्सिन पादप हार्मोन हैं जो जड़ वृद्धि जैसी प्रक्रियाओं को प्रभावित करते हैं। गुरुत्वाकर्षण इन हार्मोनों की प्रचुरता और पौधे के भीतर उनकी गति को प्रभावित करता है। ऑक्सिन परिवहनJAXA (जापान एयरोस्पेस एक्सप्लोरेशन एजेंसी) की एक जांच ने माइक्रोग्रैविटी में मटर और मक्के की पौध की वृद्धि को नियंत्रित करने में ऑक्सिन की भूमिका की जांच की। शोधकर्ता मिला मटर के पौधों में वृद्धि की दिशा निर्धारित करने में शामिल हार्मोनों में माइक्रोग्रैविटी के कारण कमी आती है और मक्के के पौधों में उन्हीं हार्मोनों में वृद्धि होती है। यह समझना कि माइक्रोग्रैविटी पौधों के हार्मोनल मार्गों को कैसे प्रभावित करती है, अंतरिक्ष-आधारित पौधों की वृद्धि प्रणालियों के डिजाइन में सुधार कर सकती है।
पृथ्वी पर पौधों का विकास गुरुत्वाकर्षण से काफी प्रभावित होता है, लेकिन आणविक स्तर पर यह कैसे काम करता है, यह अच्छी तरह से समझ में नहीं आता है। एपेक्स-03-1 पौधों के विकास पर सूक्ष्मगुरुत्वाकर्षण के प्रभावों की जांच की गई और, पिछले अध्ययनों के साथ, दिखाया अंतरिक्ष उड़ान पौधों की जड़ों में कोशिका भित्ति के विकास में परिवर्तन लाती है। मजबूत कोशिका दीवारें जड़ों को विकसित होने के लिए आवश्यक यांत्रिक शक्ति प्रदान करती हैं, और यह खोज इस बात की अंतर्दृष्टि प्रदान करती है कि ऐसे पौधों को कैसे विकसित किया जाए जो अंतरिक्ष स्थितियों के लिए अच्छी तरह से अनुकूलित हों।
जैक्सा का ट्यूब्यूल का विरोध करें पौधों में गुरुत्वाकर्षण प्रतिरोध के तंत्र का भी अध्ययन किया। शोधकर्ता मिला माइक्रोग्रैविटी में उगाए गए थेल क्रेस पौधों में विभिन्न प्रकार की सेलुलर प्रक्रियाओं में शामिल यौगिकों, स्टेरोल्स के कम स्तर का प्रदर्शन हुआ, जो पौधों के विकास को सीमित कर सकता है। ये निष्कर्ष वैज्ञानिकों को आनुवंशिक रूप से इंजीनियर पौधों की मदद कर सकते हैं जो माइक्रोग्रैविटी में बेहतर विकसित होते हैं।
मेलिसा गास्किल
अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन अनुसंधान संचार टीम
जॉनसन स्पेस सेंटर