Брокколи в космосе

Космонавты на Международной космической станции нуждаются в ежедневной порции свежих овощей. В стремлении найти способ для экипажа вырастить свои собственные овощи на орбите – и, возможно, в один прекрасный день на Луне или Марсе – студенты-исследователи отправли семена брокколи, покрытые дозой пробиотиков, в космос.

Семена брокколи были отправлены на МКС на борту космического грузовика Orbital ATK Cygnus, который был запущен на этой неделе с острова Уоллопс, в рамках миссии по доставке грузов на космическую станцию. Одни семена отправлены в неизменном виде , в то время как другие были покрыты двумя различными видами бактерий, которые могут жить внутри сельскохозяйственных растений и улучшать их рост. Эти «полезные» микробы, также называемые эндофитами, они могут помочь растениям расти лучше в экстремальных условиях с низкой гравитацией, и там, где могут отсутствовать питательные вещества или вода.

Цель эксперимента, проводимого студентами Valley Christian High School , Калифорния, заключается в том, чтобы научиться выращивать овощи в сложных условиях микрогравитации на космической станции – и, в конечном счете, на Луне и Марсе . Первоначальные эксперименты на местах были успешными, так как брокколи росла быстрее , чем растения в контрольной группе «Было бы идеально, если бы мы могли выращивать урожай для космонавтов на космической станции , не требуя отправки смесей или удобрений », – сказала профессор Шарон Доти. «Мы должны иметь возможность выращивать растения в том, что доступно с максимально возможными минимальными затратами».

Ученые испытали множество растений на борту Международной космической станции, а также использовали эти же микробы для увеличения роста культурных растений, таких как томаты, салат, соя, пшеница, кукуруза и брокколи. Ученые обнаружили, что растения хорошо растут, даже когда им дают меньше воды и необходимых питательных веществ, таких как азот и фосфор.

Эта работа также подтверждает исследование 2016 года, в котором профессор Доти и соавторы обнаружили, что растения могут лучше переносить засуху и другие экологические стрессоры с помощью природных микробов.

Эти конкретные эндофиты и растения брокколи были выбраны для эксперимента на МКС , потому что они хорошо зарекомендовали себя в тепличных испытаниях в условиях , подобных Марсу, где азот и фосфор ограничены, сказал Фримен.

«В космосе растения очень напряжены и не растут и не размножаются», – объяснил Фримен. «Мы хотим исправить ситуацию . Мы пытаемся использовать брокколи, потому что это растение  считается антиканцерогенным источником пищи, и является хорошим кандидатом для включения в рацион космонавтов в условиях длительного пребывания в космосе ».

На космической станции, семена будут находиться в небольшой камере с постоянным освещением, необходимым для фотосинтеза. Камеры будут передавать изображения  через регулярные промежутки времени, что поможет исследователям средней школы и их наставникам отслеживать общий рост рассады.

После того, как растения вернутся из космоса, студенты будут измерять их рост и содержание хлорофилла и сравнивать привитую брокколи с теми, которые выращивались без микробов.

В отдельных проектах профессора Доти проводятся эксперименты. Ученых интересует могут ли растения, получающие естественные  микроорганизмы (которые были выделены учеными  с плантаций ивы и тополя , растущих на песчанно- каменистых  , обеднёнными питательными веществами землях) расти в неблагоприятных условиях.

 Ученые используют реголит-имитатор – измельченный каменистый материал без органического вещества, который имитирует внеземные условия , чтобы увидеть, могут ли микробы помочь растениям расти в неблагоприятных условиях. Эта работа также является частью программы астробиологии , которая была первой университетской программой такого рода, когда она была запущена 20 лет назад.

«Это первый шаг в  долгосрочной исследовательской программе, позволяющей  проводить исследования ,используя естественный симбиоз, вместо того, чтобы пытаться вносить химическое удобрение в эти среды», – сказала Доти.