science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Wortels en scheuten hun ruimte geven:The Advanced Plant Habitat

Deze afbeelding bevat groene dwergtarwe en Arabidopsis gekweekt aan boord van het ruimtestation. Het werd door Bryan Onate van APH's grondcomputer gehaald, die de PHARMER-computer aan boord van het station gebruikte om de opdracht te verzenden voor het vastleggen en overbrengen van een afbeelding. Krediet:Bryan Onate

De geavanceerde plantenhabitat (APH), een recente toevoeging aan het internationale ruimtestation, is de grootste groeikamer aan boord van het in een baan om de aarde draaiende laboratorium. Ongeveer zo groot als een minikoelkast, de habitat is ontworpen om te testen aan welke groeiomstandigheden planten de voorkeur geven in de ruimte en biedt exemplaren een groter wortel- en scheutoppervlak. Door deze ruimte kan op zijn beurt een grotere verscheidenheid aan gewassen aan boord van het station groeien. Zo ver, de habitat is gebruikt om te groeien en te studeren Arabidopsis , kleine bloeiende planten gerelateerd aan kool en mosterd, en dwergtarwe.

De bewakings- en omgevingscontrolesystemen regelen de temperatuur, zuurstof, en koolstofdioxidegehalte, en de systeeminstellingen kunnen worden aangepast voor het kweken van verschillende soorten planten. Hoewel het systeem grotendeels autonoom is, de bemanning voegt water toe aan de kamer en verandert atmosferische elementen zoals een ethyleenwasser, kooldioxide gaswasser &flessen, en filters. Alle systemen kunnen worden bewaakt en bestuurd vanaf een computer op de grond die rechtstreeks in verbinding staat met de habitat om instructies en gedetailleerde aanpassingen door te geven om de integriteit van het onderzoek te waarborgen.

Omdat zwaartekracht een constante neerwaartse kracht is op aarde, onderzoekers profiteren van de microzwaartekrachtomgeving van het ruimtestation om een ​​duidelijker perspectief te krijgen op de groeigewoonten van planten. Zwaartekracht is een van de belangrijkste signalen die planten gebruiken om hun groei te sturen, maar microzwaartekracht kan fungeren als een soort mute-knop die de rol van zwaartekracht onderdrukt, waardoor onderzoekers kunnen zien welke andere signalen de leiding nemen.

De APH heeft ook een geüpgraded LED-systeem dat verder gaat dan de rode, blauwe en groene LED's gebruikt bij laag, medium en hoge instellingen in de Veggie-plantenhabitat. APH is voorzien van witte, rood, blauw, groente, en ver rode LED's en heeft een breed scala aan instellingen die licht van nul tot 1 kunnen produceren 000 micromol, een meeteenheid die wordt gebruikt om de intensiteit van een lichtbron te beschrijven. Door het spectrum van licht uit te breiden, onderzoekers kunnen de soorten planten die ze in de ruimte bestuderen uitbreiden en het licht afstemmen op de unieke behoeften van die plant, omdat elk van de lichten binnen APH op elk niveau binnen dat bereik kan worden ingesteld.

Dit beeld kenmerkt groene Dwergtarwe binnen APH. De deur van de faciliteit is verwijderd om de groeikamer binnenin te laten zien. Krediet:NASA

"Het is meer een verfijnd instrument, ", aldus projectmanager Bryan Onate. Als een team een ​​bepaalde hoeveelheid licht wil voor een onderzoek, wij kunnen dat bieden."

Vochtigheid en temperatuur kunnen ook worden gemanipuleerd om plantdrempelreacties te testen voor zowel ideale als onherbergzame groeiomgevingen.

APH biedt ook de eerste echte inval in studies met op de ruimte gebaseerde landbouwcycli. "We kunnen niet alleen kleine planten kweken, maar we zullen in staat zijn om van zaad tot zaad te groeien", zei Onate. Dit betekent dat een hele lijn planten zou kunnen groeien uit één zaadje dat van de aarde is gebracht, generaties nakomelingen creëren die bestemd zijn voor het leven tussen de sterren. "Als we zaden kunnen krijgen die levensvatbaar zijn in de ruimte en meerdere generaties uit dat ene zaadje kunnen groeien, dat is een nieuwe mogelijkheid. En we hebben nu de ruimte om dat soort testen met APH te doen. We hebben geprobeerd een beetje Moeder Aarde te creëren, ", voegt Onaat toe.

Deze afbeelding toont de groei van tarwemonsters terwijl de bemanning de hoogte meet om de uiteindelijke groei te documenteren. Krediet:NASA

Naast onderzoeken zoals Veggie-PODS en Plant Gravity Perception, deze nieuwe faciliteit vormt het toneel voor een wereld van groei in de ruimte, maar biedt ook lessen voor interventietuinieren hier op aarde. Om meer te weten te komen over de omstandigheden waar planten de voorkeur aan geven, botanici hier thuis kunnen misschien nieuwe groeistrategieën plannen voor droogte en verwoeste regio's of aandringen op de invoering van grootschalige geautomatiseerde groeisystemen in regio's zonder natuurlijke bouwgrond.

De APH ondersteunt onderzoek dat wordt aangevraagd via NASA Research Announcements (NRA's) die zijn ontworpen om te voldoen aan NASA's doelen voor de succesvolle voltooiing van verkenningsmissies en het behoud van de gezondheid van astronauten gedurende het hele leven van de astronaut. In aanvulling, de faciliteit is beschikbaar ter ondersteuning van commerciële en academische onderzoeken van het Amerikaanse National Laboratory, gesponsord door het Center for the Advancement of Science in Space.