Así es como la NASA cultiva chiles en el espacio

Hace unas semanas, los astronautas de la Estación Espacial Internacional (ISS) disfrutaron de un festín especial de tacos, que incluía crías frescas cultivadas en órbita. En lugar de ser un poco divertidas para el grupo, estas son las primeras plantas con flores que se cultivan, cosechan y consumen en el espacio, y representan una mejora en la complejidad de las plantas cultivadas en microgravedad.

Para descubrir cómo se pueden cultivar verduras frescas y deliciosas en el espacio, hablamos con Lachel Spencer, presidente del equipo científico del proyecto para el Experimento Chile Pepper, quien supervisó el proyecto desde la selección de semillas hasta su preparación y el monitoreo remoto de las plantas para empezar. Crecieron en la ISS y supervisaron la primera cosecha.

Un ambiente de vegetación confortable en el espacio.

El propósito del proyecto es simple: demostrar la posibilidad de cultivar un cultivo de flores complejas como el chile en el espacio. Cultivar verduras de hoja verde como la col rizada en la EEI es relativamente fácil y proyectos recientes han tenido éxito en el cultivo de verduras como esta. Cultivar rábano, trigo y chile es más complicado que estos planes anteriores: ambas plantas requieren una polinización cuidadosa y tardan más en crecer (aproximadamente cuatro meses) en comparación con cultivos más rápidos como la lechuga y el rábano.

Estos cultivos se cultivaron en un contenedor especial llamado Advanced Planet Habitat en la ISS, que es un sistema totalmente automatizado que puede ser controlado remotamente por investigadores terrestres. Todos los días se toman fotos de plantas en el hábitat y los investigadores pueden controlar muchos aspectos del medio ambiente, como luces LED rojas, verdes y azules o ajustar la temperatura del tanque de cultivo.

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APH es un entorno cerrado. En comparación con cuando creces en una jardinera, Spencer dijo: “Tienes la naturaleza tailandesa. Tienes el sol y todo el espectro”. [of light]. “En APH, solo hay una cantidad limitada de luz disponible y las plantas pierden luz ultravioleta – esto hace que los pimientos crezcan en pequeños nódulos en la base de sus hojas.

Otro problema es la fertilización. “Usamos fertilizantes de liberación prolongada”, explicó Spencer. “Tenemos 120 días de pruebas para asegurarnos de que tenemos la mezcla de nutrientes correcta. Es una mezcla de nitrato de calcio y magnesio. Cuando se acaban, se acaban. No hay forma de agregar más nutrientes al sistema.

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Ajustar las condiciones mientras vuela

El equipo de Spencer probó un dispositivo como APH en su laboratorio, y lo usaron para simular qué condiciones necesitaban las plantas, y fue aún más desafiante predecir con precisión qué condiciones necesitarían las plantas para crecer en el espacio. “Tuvimos que ajustarnos cuando estábamos volando”, dijo, y agregó que podían hacerlo desde el suelo cambiando factores como los niveles de luz en el hábitat o eliminando los niveles de ciertos químicos del medio ambiente.

“En la microgravedad, las plantas tenían una forma tupida. Las flores eran rectas y algunas de las frutas eran rectas.

Por ejemplo, los requisitos de agua de las plantas eran diferentes en la Tierra que en la estación espacial, y miraron fotos de plantas a medida que crecían y las encontraron. “La demanda de agua puede ser un 10-15% más alta que la que estábamos haciendo en el suelo”, explicó Spencer, lo que se debe a la forma en que el agua descansa y se mueve alrededor de la APH en la microgravedad.

Las plantas sin gravedad crecen de manera extraña

Exposición 66 Modelo de ají cultivado por astronautas en la Estación Espacial Internacional.
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A pesar de todos estos ajustes, todavía había diferencias en la forma en que las plantas crecen en microgravedad. Bajo la atracción gravitacional de la tierra, el tipo de chile que se usa crece hacia arriba, con flores y frutas colgando. “En la microgravedad, las plantas tenían una forma tupida y crecían paralelas al portador científico. [the tray in which the seeds are planted]. Las flores son rectas y algunas de las frutas son rectas “, explicó Spencer.

Esta diferencia en la forma de las plantas no solo es de interés, también puede afectar la forma en que se polinizan las plantas. El equipo de Spencer descubrió que la polinización era más lenta en órbita que en su terreno de cultivo chileno y, a medida que subían las flores, pensó que las tormentas de viento que solían polinizar podrían haber arrojado polen de la flor. Contra sacudir la flor hacia abajo y mezclar el polen con la flor.

Porque la microgravedad afecta al medio ambiente [the crew’s] Papilas gustativas, siempre expresaron su preferencia por las comidas picantes.

“La microgravedad ciertamente tuvo un gran impacto en la morfología de las plantas”, dijo, pero la microgravedad no afecta a todas las plantas de la misma manera. “Hemos estado cultivando verduras de hoja verde en VEGGIE durante un tiempo, y cuando obtenemos agua, son buenas. No hay nada que diga que sean diferentes de lo que cultivamos en el suelo.

Una gran diferencia es que las plantas en el espacio parecían ser un 50% más pequeñas que las del suelo. Pero el silicio que producían seguía siendo considerable, alcanzando hasta diez o doce centímetros de largo.

Deliciosos tacos espaciales

¿Por qué cultivar chiles? Para empezar, tienen un alto contenido de vitamina C y son lo suficientemente duros como para crecer bien en condiciones difíciles. Además del aspecto nutricional, la firma picante del chile es muy deseable entre los astronautas, dijo Spencer: “Los grupos siempre expresan su gusto por las comidas picantes porque el ambiente de microgravedad afecta sus papilas gustativas. ¡Les encanta la salsa picante! “

El cultivo de pimientos es un gran éxito con toda la complejidad, la primera cosecha. “¡Eso fue asombroso!” Dijo Spencer. Ella y su equipo miraron fotos de la cosecha de pimientos y enviaron instrucciones al astronauta Mark Vande Hay para que cosechara siete de ellas. En su mayoría eran verdes, con un pimiento rojo. Los astronautas arrancaron con cuidado los pimientos y los desmenuzaron y se divirtieron en Dagos, la astronauta Megan McArthur Descrito “¡Fiesta del viernes!”

Ceremonia del viernes! Después de la cosecha, probamos los chiles rojos y verdes. Luego completamos las encuestas (¡se requieren datos!). Finalmente, todavía hice mis mejores tacos espaciales: Fajita Beef, Rehydrated Tomato & amp; Alcachofas y pollitos chilenos! https://t.co/pzvS5A6z5u pic.twitter.com/fJ8yLZuhZS

– Megan McArthur (stAstro_Megan) 29 de octubre de 2021

Una motivación psicológica

Esto apunta a uno de los grandes beneficios de cultivar nuevos alimentos en el espacio: los astronautas que comen verduras frescas es bueno para su salud física, pero también es bueno para ellos. Salud mental. Los experimentos psicológicos en el suelo muestran que el cultivo de plantas da satisfacción y orgullo y ayuda a mejorar el estado de ánimo. Reduce el estres. Esto también se aplica a los astronautas, especialmente teniendo en cuenta que se encuentran en un entorno cerrado inaccesible para la naturaleza.

Dijo que mientras el equipo de Spencer todavía estaba esperando datos sobre cómo se sentían los astronautas al observar a Cilis (llenan un cuestionario sobre sus experiencias como parte del experimento), dijo que pensaba que los astronautas tuvieron una experiencia positiva. Interactúan con las plantas. “Veo la emoción en sus rostros cuando los miro en las cámaras”, dijo. “Puedo decir que les gusta el olor”.

Los astronautas pueden pasar tiempo con las plantas entre momentos en que realizaban actividades como cosechar. “Pudieron tomar la tarjeta en su tiempo libre y mirar por la ventana”, dijo Spencer. También fue útil para la experimentación porque uno de los miembros del equipo descubrió en su tiempo libre una planta que estaba causando un problema común llamado pudrición del extremo de la flor, que luego se retiró del cultivo.

¿Qué sigue para las plantas en el espacio?

Cuando se completó la primera cosecha, el experimento aún no estaba completo. Seguirán creciendo muchos chiles y la próxima cosecha está prevista para el 26 de noviembre. Eventualmente, algunos de los pimientos serán traídos de regreso a la Tierra, donde su composición genética se comparará con la de los pimientos cultivados en la Tierra, y Spencer y su equipo harán un análisis nutricional.

Spencer dice que hay muchas más preguntas sobre cómo la microbiología afecta la polinización y la fructificación, porque no tenemos una comprensión completa de cómo la deficiencia de la gravedad afecta a estas plantas complejas. Por ahora, sin embargo, estamos un paso más cerca de brindarles a los astronautas alimentos sabrosos y saludables y de aprender mucho sobre las plantas.

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