Bij NASA draait alles om het oplossen van uitdagingen, en het doel van een langdurige aanwezigheid in de ruimte, of een kolonie op Mars of een andere wereld, zit vol uitdagingen, inclusief de noodzaak om voedsel te verbouwen. Wetenschappers van Kennedy Advanced Life Support Research werken aan het Prototype Lunar/Mars Greenhouse Project om die uitdaging aan te gaan.

Het Prototype Lunar/Mars Greenhouse Project (PLMGP) draait om het telen van groenten voor astronauten tijdens langere verblijven op de maan, op Mars, of waar ze niet kunnen worden bevoorraad vanaf de aarde. Naast het verbouwen van voedsel, het project heeft tot doel te begrijpen hoe voedselverbouwende systemen ook deel kunnen uitmaken van levensondersteunende systemen.

We werken met een team van wetenschappers, ingenieurs en kleine bedrijven aan de Universiteit van Arizona om een ​​gesloten systeem te ontwikkelen. De aanpak maakt gebruik van planten om koolstofdioxide te wassen, terwijl ze voedsel en zuurstof leveren, " zei dr. Ray Wheeler, hoofdwetenschapper in Kennedy Advanced Life Support Research.

Het prototype zelf is een opblaasbare, inzetbaar systeem dat onderzoekers een bioregeneratief levensondersteunend systeem noemen. Naarmate er gewassen worden verbouwd, het systeem recyclet, water, recyclet afval, en revitaliseert de lucht.

Het systeem is hydrocultuur, dus er is geen grond nodig. Water dat op missies wordt meegenomen of ter plaatse wordt verzameld, bijvoorbeeld op de maan of op Mars, wordt verrijkt met voedingszouten, en stroomt continu door het wortelstelsel van planten. Lucht in het systeem wordt ook gerecycled. Astronauten ademen koolstofdioxide uit, welke planten opnemen. Door fotosynthese, de planten produceren zuurstof voor de astronauten.

"We bootsen na wat de planten zouden hebben als ze op aarde waren en gebruiken deze processen voor levensondersteuning, " zei Dr. Gene Giacomelli, directeur van het Controlled Environment Agriculture Center aan de Universiteit van Arizona. "Het hele systeem van de maankas vertegenwoordigt, op een kleine manier, de biologische systemen die hier op aarde zijn."

Een belangrijk onderdeel van een systeem als dit is weten wat astronauten mee moeten nemen, en welke middelen ze op hun bestemming kunnen vinden. Dit omvat welk type planten en zaden nodig zijn, evenals hoeveel water beschikbaar kan zijn zodra astronauten hun bestemming hebben bereikt. Ook op Mars of de maan worden methoden onderzocht en ontwikkeld om water te winnen.

Zelfs als het nodige water ter plaatse op Mars en de maan te vinden is, dat wil niet zeggen dat dit gemakkelijke plaatsen zijn om voedsel te verbouwen. Astronauten moeten worden beschermd tegen straling, en dat geldt ook voor gewassen. Deze kaskamers zouden ondergronds moeten worden begraven, wat betekent dat er ook gespecialiseerde verlichtingssystemen nodig zijn.

"We zijn erin geslaagd om elektrische LED-verlichting (light emitting diode) te gebruiken om planten te laten groeien, "Zei Dr. Wheeler. "We hebben ook hybriden getest met zowel natuurlijke als kunstmatige verlichting." Zonnelicht kan worden opgevangen met lichtconcentratoren die de zon volgen en vervolgens het licht naar de kamer brengen met behulp van glasvezelbundels.

Deze systemen zijn niet de eerste ervaring van NASA met het verbouwen van gewassen in de ruimte. Experimenten aan boord van het International Space Station (ISS) waren een belangrijk onderdeel van het onderzoek naar de productie van gewassen in niet-terrestrische omgevingen. Het Veggie Plant Growth System was de eerste poging van NASA, en astronauten hebben met succes sla uit dat systeem geoogst.

De aarde heeft gevestigde systemen om het leven in stand te houden, en bij dit project gaat het erom een ​​deel daarvan naar verre bestemmingen in de ruimte te brengen.

"Ik denk dat het interessant is om te bedenken dat we onze aardse metgezellen meenemen, "Zei Wheeler. "Hoewel er manieren zijn om er omheen te bouwen in termen van stuwen en bevoorrading, het zou niet zo duurzaam zijn. De kassen bieden een meer autonome benadering van langetermijnverkenning op de maan, Mars en verder."