Astronauten in de ruimte leven van verwerkte, voorverpakte ruimterantsoenen zoals fruit, noten, chocolade, garnalencocktails, pindakaas, kip, en rundvlees om er maar een paar te noemen. Deze zijn vaak gesteriliseerd door verhitting, vriesdrogen, of bestraling om ze lang mee te laten gaan en de belangrijkste uitdaging voor de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA was om erachter te komen hoe ze veilig kunnen groeien, vers voedsel aan boord.

In een nieuwe studie in Grenzen in de plantenwetenschappen , Dr. Christina Khodadad, een onderzoeker aan het Kennedy Space Center, en co-auteurs rapporteren de succesvolle teelt van een saladegewas - rode romaine sla van de 'Outredgeous'-cultivar - aan boord van het International Space Station (ISS). Ze laten zien dat in de ruimte gekweekte sla vrij is van ziekteverwekkende microben en veilig is om te eten, en is minstens zo voedzaam als op aarde gekweekte planten. Dit ondanks dat het wordt gekweekt onder een lagere zwaartekracht en intensere straling dan op aarde.

Afgezien van een welkome afwisseling in het dieet, verse producten zouden astronauten voorzien van extra kalium en vitamine K, B1, en C-nutriënten die minder overvloedig aanwezig zijn in voorverpakte rantsoenen en de neiging hebben om af te breken tijdens langdurige opslag. Aanvullend, het verbouwen van gewassen zou vooral nuttig zijn bij ruimtemissies over lange afstanden, zoals de komende Artemis-III-missies (gepland om mensen tegen 2024 op de zuidpool van de maan te laten landen), het huidige SpaceX-programma, en NASA's eerste bemande missie naar Mars, gepland voor het einde van de jaren 2020.

"Het vermogen om voedsel te verbouwen in een duurzaam systeem dat veilig is voor consumptie door de bemanning, zal van cruciaal belang worden naarmate NASA op weg is naar langere missies. Salade-type, bladgroenten kunnen met weinig middelen vers worden gekweekt en geconsumeerd, ', zegt Chodadad.

Tussen 2014-2016, sla werd aan boord van het ISS gekweekt uit aan het oppervlak gesteriliseerde zaden binnen Vegetable Production Systems (bijgenaamd "Veggie"), groeikamers voorzien van led-verlichting en een bewateringssysteem, speciaal ontworpen om gewassen in de ruimte te verbouwen. De gewassen groeiden 33 tot 56 dagen ongestoord in de Veggie-units, totdat de bemanningsleden een deel van de volwassen bladeren aten (zonder nadelige gevolgen!). De rest werd diepgevroren tot transport terug naar de aarde voor chemische en biologische analyse.

Als controle, de wetenschappers kweekten controleplanten op aarde onder dezelfde omstandigheden, wat mogelijk was omdat temperatuur, kooldioxide, en vochtigheidsgegevens werden geregistreerd aan boord van het ISS, en gerepliceerd in de laboratoria van het Kennedy Space Center met een vertraging van 24-48 uur.

In de ruimte gekweekte sla was qua samenstelling vergelijkbaar met de op aarde gekweekte sla, behalve dat in sommige (maar niet alle) proeven, in de ruimte gekweekt plantenweefsel was doorgaans rijker aan elementen zoals kalium, natrium, fosfor, zwavel, en zink, evenals in fenolen, moleculen met bewezen antivirale, tegen kanker, en ontstekingsremmende werking. In de ruimte en op aarde gekweekte sla had ook vergelijkbare niveaus van anthocyanine en andere antioxidanten, die cellen kan beschermen tegen schade door gratis, reactieve zuurstofradicalen.

De onderzoekers onderzochten ook de microbiële gemeenschappen die op de planten groeien. Typische op aarde gekweekte planten herbergen een diverse reeks microben. Dit kunnen gespecialiseerde, nuttige gasten genaamd commensalen (die hun gastheer niet schaden of ten goede komen), of lukrake collega's. Omdat deze de gezondheid van planten en hun geschiktheid als voedsel kunnen aantasten, de onderzoekers gebruikten de volgende generatie DNA-sequencing-technologie om de gemeenschappen van schimmels en bacteriën die op de sla groeien te karakteriseren.

Ze identificeerden de 15 meest voorkomende microbiële geslachten op de bladeren en 20 in de wortels, en ontdekte dat de diversiteit en identiteit van deze microben vergelijkbaar was voor in de ruimte en op aarde gekweekte sla. Deze gelijkenis was verrassend, gezien de unieke omstandigheden in het ISS:de wetenschappers hadden in plaats daarvan verwacht dat deze de ontwikkeling van verschillende microbiële gemeenschappen zouden bevorderen.

belangrijk, van geen van de gedetecteerde bacteriesoorten is bekend dat ze ziekten bij mensen veroorzaken. Verdere tests bevestigden dat de bladeren nooit gevaarlijke bacteriën bevatten waarvan bekend is dat ze af en toe gewassen besmetten. zoals coliforme E. coli, Salmonella, en S. aureus, terwijl het aantal schimmel- en schimmelsporen erop ook binnen het normale bereik lag voor producten die geschikt zijn voor menselijke consumptie.

De auteurs concluderen dat sla die wordt gekweekt in Veggie-eenheden in de ruimte, veilig is om te eten. Deze bemoedigende resultaten openen de deur voor experimenten met andere voedzame en smakelijke gewassen aan boord van het ruimtestation, om astronauten verder de ruimte in te stuwen.

"Het internationale ruimtestation dient als testbank voor toekomstige langdurige missies, en dit soort tests voor gewasgroei helpen de reeks kandidaten uit te breiden die effectief kunnen worden gekweekt in microzwaartekracht. Toekomstige tests zullen andere soorten bladgewassen bestuderen, evenals klein fruit zoals paprika en tomaten, om te helpen zorgen voor aanvullende verse producten voor het astronautendieet, " concludeert co-auteur Dr. Gioia Massa, projectwetenschapper bij Kennedy Space Center.