Fersk mat er så attraktivt at astronautene skåler med salat når de har klart å dyrke frem litt på romstasjonen.

I 2021 skal det dyrkes bønner i verdensrommet, plantet i avanserte blomsterpotter utviklet ved NTNU.

– Astronautene liker gartnerarbeid og alt som kan minne dem om livet på jorda. De trives med å stelle og vanne grønnsakene, og få dem til å spire, sier Silje Wolff, plantefysiolog ved NTNU.

Planter salat i lavastein

Hun har nettopp fullført et forsøk med å dyrke salat for verdensrommet. Salaten ble plantet i kunstig jord fremstilt av lavastein.

Målet er at plantene skal vokse direkte i vann tilsatt plantenæring.

– Drømmen for en astronaut er å kunne spise fersk mat. Gjerne jordbær, cherrytomater eller noe som er en smakseksplosjon. Det er absolutt mulig å få til en gang. Vi ser for oss et veksthus med flere sorter grønnsaker, sier Wolff.

De lengste oppholdene på den internasjonale romstasjon er i dag på seks måneder. Hvis menneskeheten skal reise til Mars må astronautene oppholde seg i verdensrommet i minst et år.

Drømmen om Mars

European Space Agency planlegger å bygge en månebase i 2030, som en mellomlanding på veien til Mars.

NASA planlegger nemlig å dra direkte til Mars med landing i 2030.

– Slik reisene foregår i dag, er det nesten ikke mulig å ta med seg alt man trenger av ressurser. Da trenger man å ha et biologisk system hvor astronautene produserer ny mat, og gjenvinner alt av ressurser, sier Wolff.

I dag spiser astronautene kun frysetørket og vakuumpakket mat.

Går ofte ned i vekt

– Astronautene sliter med dårlig appetitt. De går ofte ned i vekt. Et viktig mål er også det psykologiske aspektet med å spise noe friskt. Vakuumpakket mat minner ikke så veldig mye om mat. Det å få noe ferskt som trigger appetitten, og de riktige reseptorene i hjernen, er viktig, sier Wolff.

I sitt arbeid med å dyrke plantebasert mat for lange romferder, samarbeider NTNU med blant annet italienske og franske forskere. De tester nytt utstyr laget av Teknisk verksted på NTNU. Dette er svært avanserte blomsterpotter som regulerer alt av vann, næring, gass og luft. I verdensrommet må alt av vann og næring gjenvinnes. Det betyr at gjødslingen må være så presis som overhodet mulig.

Som et ledd i denne forskningen har Wolff gjort forsøk i klimaregulerte vekstkammer i Nederland.

Planter lukter tilgangen på næring

Nitrogen er det planten bruker mest av. Under forsøkene har Wolff sett på ulike doser med næring og hvordan dette påvirker vannopptaket i planten.

– Vi fant ut at planten på en måte kan lukte hvor mye næring den har tilgjengelig. Når nitrogenkonsentrasjonen er veldig lav, vil planten ta opp mer vann og slik suge til seg mer nitrogen helt til den har et optimalt nivå. Planten har en mekanisme som slår inn når det er nok nitrogen. Da regulerer den både nitrogen – og vannopptaket ned, sier Wolff.

Snurres i en sentrifuge

Nå er alt som kan testes på jorda gjennomført. Neste trinn blir å dyrke bønner i verdensrommet for å se hva slags effekt fravær av tyngdekraft har for vanntransport og næringsopptak.

Det er nemlig ikke mulig å teste eller simulere fravær av tyngdekraft på jorden.

Når bønnene skal spire og vokse på romstasjonen, blir de plassert i en sentrifuge. Rotoren snurres slik at man får ulike nivåer av gravitasjon.

– Vi får dermed et oppsett som gir både mikrogravitasjon som er i romstasjonen og 1G som vi har her på jorda, sier Wolff.

Hun kan da sammenligne hva de ulike gravitasjonsnivåene i verdensrommet gjør med planten. På jorda fører tyngdekraften til at varm luft stiger, mens kald luft synker. På romstasjonen blir lufta mer stillestående. Denne mekanismen fører til at astronautene alltid har litt feber.

Får ikke svettet slik på jorda

Den stillestående lufta på romstasjonen har også innvirkning på plantene.

– Lufta påvirker et sjikt på undersiden av bladet hvor spalteåpningene sitter. Når tyngdekraften forsvinner blir grensesjiktet i spalteåpningene tykkere , sier Wolff.

Dette fører til mindre fordampning og at bladtemperaturen stiger.

– Fordampning av vann til omgivelsene er en viktig del av plantenes regulering, og kan sammenliknes med svetting for å kjøle ned kroppen hos mennesker og dyr, sier Wolff.

Referanse:

Silje Wolff: Testing New Concepts for Crop Cultivation in Space: Effects of Rooting Volume and Nitrogen Availability. Life. 2018. DOI: 10.3390/life8040045. Sammendrag.