Co se stane s rajčaty ve vesmíru?
Akvárium naplněné močí je první věc, kterou uvidíte, když vejdete do stísněné kanceláře Jense Hauslage v německé vesmírné agentuře DLR poblíž Kolína nad Rýnem. Sedí na polici vedle svého stolu, obklopený řadou akademických knih, grafů a výzkumných prací. Ze středu nádrže se tyčí dva průhledné plastové válcové sloupy – asi metr vysoké. V horní části každé trubice se rozprostírá hustý, zdravě vypadající keř rajčete, zelený, s květy a dokonce i s několika rajčaty.
“Jsou jedlé?” ptám se, abych se nedostal do problémů.
“Samozřejmě,” říká Houselage, rostlinný fyziolog, když nenuceně stáčí jedno z rajčat ze stonku a podává mi ovoce o velikosti mince. Dal jsem si to do úst. Abych byl upřímný, toto není to nejchutnější rajče, jaké jsem kdy ochutnal: slupka je trochu tvrdá a chuť je mírně hořká. Ale i tak je to zdravé jedlé rajče.
Recyklovaný pot
Není žádným překvapením, že rajčata v kanceláři Houselage nejsou zrovna nejchutnější. Tyto rostliny byly speciálně vyšlechtěny pro pěstování ve vesmíru. Tato experimentální nádrž s močí, trubičkami a rostlinami je původním prototypem satelitu, který má dokázat, že rajčata lze úspěšně pěstovat na Měsíci nebo Marsu.
V současné době je téměř veškeré jídlo na Mezinárodní vesmírné stanici přepravováno na nákladních lodích ze Země. Jedinou výjimkou je pár salátů a listů kapusty, které se astronautům podařilo vypěstovat v hydroponických roztocích. Většina vody na palubě ISS však pochází z moči astronautů. Tekutý odpad z praní, pocení a toalety je téměř kompletně recyklován pomocí sofistikovaného systému zpracování. Dnešní moč je zítřejší káva.
Ale co kdyby se prospěšné soli v moči astronautů daly využít k pěstování potravin? Pokud budou lidé žít na Měsíci nebo Marsu po dlouhou dobu, budou potřebovat soběstačný systém zásobování potravinami. “Budete potřebovat víc než proteinové tyčinky,” říká Houselage.
“Na Zemi existuje uzavřený biologický systém s rostlinami produkujícími kyslík a potravu a zvířaty a mikroby, kteří se v půdě rozkládají,” říká. “Bez těchto systémů nebude existovat stabilní, dlouhodobý systém podpory života.”
V jeho laboratoři je poměrně hodně moči – lije se do kádí, nálevek, hadic. Velká část z nich je umělá – namíchaná tak, aby vědci znali přesné chemické složení pro své experimenty – ale část poskytují dobrovolníci. Stěny jsou obloženy šedými plastovými drenážními trubkami připevněnými k plastovým krabicím naplněným bublající falešnou močí. Uprostřed místnosti vyrůstají velké terakotové trubice z plastových sudů s močí.
“Menší sloupce mohou zpracovat moč jedné osoby denně,” vysvětluje Houselage. “Větší sloupce zvládnou moč čtyř až šesti lidí.”
Každý z těchto sloupců je naplněn pemzou – ztvrdlou lávou, posetou otvory – ve které žijí bujné kolonie bakterií. Tito mikrobi se živí močí, která je pumpována hadičkami, jiní přeměňují amoniak na dusitany a další jej přeměňují na dusičnanové soli – hnojiva.
Toto je řízená laboratorní verze cyklu dusíku, který se běžně vyskytuje v zemských půdách a vodních tocích. Stejně jako u moči lze tento uzavřený biologický systém použít ke zpracování zbytků potravy nebo listů, které padají z rostlin.
Zajímavé je, že i když jsme v místnosti s galony moči, není cítit žádný zápach. “Moč se poměrně rychle rozkládá na oxid uhličitý a amoniak,” říká Houselage. “A bakterie v našich filtrech také pracují rychle.”
Po vývoji technologie v laboratoři nyní vědecký tým DLR plánuje její vypuštění na oběžnou dráhu. Později v tomto roce vypustí vesmírná agentura svou misi Eu:cropis (složitá zkratka), válcovou metr dlouhou družici se dvěma miniaturními skleníky.
Satelit vypuštěný na raketě SpaceX Falcon 9 vstoupí na oběžnou dráhu Země a ponese semena rajčat, rezervoár umělé moči a bakteriální kolonie. Kosmická loď se bude otáčet, aby simulovala gravitaci Měsíce pro první skleník. Za šest měsíců se rychlost rotace zvýší tak, aby napodobovala gravitaci Marsu, až bude připojen druhý skleník.
Zpočátku bude kyslík produkovat kolonie zelených řas – euglena – ale pak rostliny rajčat budou produkovat více kyslíku než oxidu uhličitého.
“Po startu roztočíme satelit a zaplavíme systém,” říká Houselage. “Rajčata vyklíčí a my přivedeme moč do systému, abychom produkovali rajčata.”
Rostliny budou pečlivě monitorovány pomocí pole 16 kamer a data budou poslána zpět na Zemi čtyřikrát denně. I když to není poprvé, co rajčata letěla do vesmíru, je to první satelit navržený pro pěstování rostlin v uzavřeném systému.
Pokud bude mise úspěšná, mohla by připravit cestu pro pěstování rostlin na jiných světech. Ale co využití jiného lidského odpadu: výkalů?
V Marťanovi jsme viděli Matta Damona pěstovat brambory na Marsu pomocí půdy vyrobené z lidských exkrementů. V současné době je pevný odpad na ISS balen a posílán s nákladem, aby shořel v zemské atmosféře.
“Pro mě jako vědce nejsou výkaly tak zlaté jako moč,” říká Houselage, “ale obsahují hodně draslíku, který je potřebný pro dobré hnojivo.” Tento pevný odpad však obsahuje nebezpečné patogeny, které bude nutné pečlivě filtrovat a upravovat.
Je však pravděpodobné, že v budoucí kolonii na Měsíci nebo Marsu nebude nic vyhozeno – vše bude recyklováno. A nakrmit desítky kolonistů na vzdáleném světě nebude snadné.
“Potřebujete hodně kalorií, takže musíte vyrobit spoustu brambor, okurek, rajčat, potřebujete bílkoviny a tuky,” říká Houselage. Tato poslední skupina produktů představuje zvláštní výzvu, ale jeho tým se již blíží k řešení: „Také jsme experimentovali s výrobou tuku pomocí roztoku z řas pomocí naší močové vody.“
Zajímalo by mě, jestli vesmírná restaurace někdy dostane michelinskou hvězdu?
SpaceX tento víkend dodalo na Mezinárodní vesmírnou stanici novou várku jídla a různé užitečné zátěže. Dříve špatné počasí na startovací rampě donutilo společnost opustit svůj první pokus o start.
Přečtěte si “Hitech” v
Mise odstartovala z Kennedyho vesmírného střediska NASA na Floridě v sobotu kolem 22:20 ET. Seznam zásob na palubě zahrnoval nové solární panely pro vesmírnou stanici, semena trpasličích rajčat a nástroje pro řadu vědeckých experimentů. Vesmírná stanice bude mít také dobroty pro astronauty, jako je zmrzlina a občerstvení na Den díkůvzdání, jako jsou pikantní zelené fazolky, brusinkové jablečné dezerty, dýňový koláč a karamelová kukuřice.
Solární panely budou instalovány mimo plovoucí laboratoř během výstupů do vesmíru plánovaných na 29. listopadu a 3. prosince. Umožní dodatečně napájet vesmírnou stanici energií.
Během uplynulého desetiletí SpaceX zahájila více než dvě desítky misí na zásobování vesmírných stanic v rámci multimiliardové dohody s NASA. Ke startu došlo během dosud nejrušnějšího roku SpaceX, k dnešnímu dni má za sebou více než 50 operací, včetně dvou astronautských misí.
Náklad na palubě obsahuje řadu předmětů pro zdravotní péči, jako je sada lunárního mikroskopu. Přenosný ruční mikroskop umožní astronautům sbírat a odesílat snímky krevních vzorků letovým chirurgům na Zemi k diagnostice a léčbě.
Živiny jsou klíčovou složkou pro udržení dobrého zdraví ve vesmíru. Ale čerstvého jídla na vesmírné stanici je nedostatek ve srovnání s baleným jídlem, které astronauti jedí během šestiměsíčního pobytu na nízké oběžné dráze Země.
„Pro naše výzkumné účely v NASA je velmi důležité, abychom byli schopni podporovat posádku nejen jídlem, ale také považovat různé druhy rostlin za zdroje živin, které bychom měli problém udržet během dlouhých cest mezi vzdálenými destinacemi, např. jako Mars a tak dále,“ řekl Kirt Costello, hlavní vědec pro program Mezinárodní vesmírné stanice NASA a zástupce vedoucího výzkumné integrace ISS.
Astronauti pěstovali a ochutnávali různé druhy salátu, ředkvičky a chilli na Mezinárodní vesmírné stanici. Členové posádky nyní mohou přidat některá zakrslá rajčata – konkrétně rajčata Red Robin – na svůj seznam ingrediencí do salátů pěstovaných ve vesmíru.
Semena trpasličích rajčat budou pěstována ve dvou různých světelných úpravách, aby se změřil účinek na počet rajčat, která lze sklidit, a také na nutriční hodnotu a chuť rostlin. Rajčata Red Robin budou také pěstována na Zemi jako kontrolní experiment. Tyto dvě plodiny budou porovnány za účelem měření účinků stavu beztíže na růst rajčat.
Vesmírná rajčata se budou pěstovat v malých sáčcích zvaných rostlinné podložky instalované v systému produkce zeleniny známém jako komora pro pěstování zeleniny na vesmírné stanici. Astronauti budou rostliny často zalévat a starat se o ně.
“Rajčata budou pro nás jako tým vegetariánů, kteří se snaží přijít na to, jak udržet tyto žíznivé rostliny dobře zalévané bez přelévání, novým dobrodružstvím,” řekla Gioia Massa, vědecká pracovnice NASA pro vesmírné plodiny a hlavní vědec v oblasti rajčat.
Rajčata budou připravena k prvnímu ochutnání na jaře. Posádka očekává, že rajčata budou sklizena 90, 97 a 104 dní poté, co rostliny začnou růst. Během degustace tým hodnotí chuť, vůni, šťavnatost a texturu rajčat pěstovaných pomocí různých světelných úprav. Polovina každé sklizně rajčat bude zmrazena a vrácena na Zemi k analýze.
Hardware je stále ve vývoji pro větší plodiny na vesmírné stanici a nakonec i na jiných planetách, ale vědci už plánují, které rostliny porostou nejlépe na Měsíci a Marsu. Začátkem tohoto roku tým úspěšně pěstoval rostliny v měsíční půdě, včetně vzorků odebraných během misí Apollo.
“Rajčata budou pro Lunu skvělým produktem,” řekl Massa. “Jsou velmi výživné, velmi chutné a myslíme si, že astronauti je tam budou velmi rádi pěstovat.”
Číst dále:
