النباتات في الفضاء

وقد أثار نمو النباتات في الفضاء الخارجي الكثير من الاهتمام العلمي. في أواخر القرن العشرين والقرن الحادي والعشرين، غالبًا ما تم أخذ النباتات إلى الفضاء في مدار أرضي منخفض لتزرع في بيئة خاضعة للسيطرة لكنها غير مضبوطة، تسمى أحيانًا حدائق الفضاء. في سياق رحلات الفضاء البشرية ، يمكن استهلاكها كغذاء و / أو توفير جو منعش . يمكن للنباتات امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الهواء لإنتاج الأكسجين النافع ، ويمكن أن تساعد في التحكم في رطوبة المقصورة. قد توفر النباتات المتنامية في الفضاء فائدة نفسية لأطقم رحلات الفضاء البشرية. عادة ما تكون النباتات جزءًا من الدراسات أو التطوير التقني لتطوير حدائق الفضاء أو إجراء تجارب علمية. حتى الآن كانت النباتات التي تم التقاطها في الفضاء ذات أهمية علمية في الغالب ، مع مساهمات محدودة فقط في وظائف المركبة الفضائية ، إلا أن مشروع أبوللو مون لتشجير كان عبارة عن مهمة مستوحاة من الغابات وأغصانها كجزءًا من احتفال مائتين في البلاد.
التحدي الأول في زراعة النباتات في الفضاء هو كيفية جعل النباتات تنمو دون جاذبية. ويواجه هذا صعوبات فيما يتعلق بتأثيرات الجاذبية على تنمية الجذور ، وتوفير أنواع مناسبة من الإضاءة والتحديات الأخرى. وعلى وجه الخصوص ، فإن الإمداد بالمغذيات إلى الجذور بالإضافة إلى الدورات البيوجيوكيميائية للمغذيات ، والتفاعلات الميكروبيولوجية في الركائز التي أساسها التربة معقدة بشكل خاص ، ولكن تبين أنها تجعل الزراعة الفضائية ممكنة في الجاذبية والثغرات.
تخطط ناسا لتنمو النباتات في الفضاء للمساعدة في إطعام رواد الفضاء ، وتقديم فوائد نفسية لرحلة الفضاء طويلة المدى. في عام 2017 ، على متن محطة الفضاء الدولية في جهاز نمو مصنع واحد ، تضمنت المحصول الخامس من الملفوف الصيني (Brassica rapa) منه تخصيصًا لاستهلاك الطاقم ، بينما تم حفظ الباقي للدراسة. التقط فنان ياباني صوراً من الزهور وشجرة بونساي في رحلة قريبة من الفضاء باستخدام بالون.مناقشة مبكرة للنباتات في الفضاء ، كانت الأشجار على محطة الفضاء القمرية القرميدية ، في القصة القصيرة لعام 1869 "The Brick Moon. احتفال البلاد بمرور مائتي عام.
التحدي الأول في زراعة النباتات في الفضاء هو كيفية جعل النباتات تنمو دون الجاذبية. تكمن  هذا صعوبات فيما يتعلق بتأثيرات الجاذبية على تنمية الجذور ، وتوفير أنواع مناسبة من الإضاءة وتحديات الأخرى. وعلى وجه الخصوص ، فإن الإمداد بالمغذيات إلى الجذور بالإضافة إلى الدورات البيوجيوكيميائية للمغذيات ، والتفاعلات الميكروبيولوجية هي الركائز التي تعتبر أساسي  التربة المعقدة بشكل خاص ، ولكن تبين أنها تجعل الزراعة الفضائية ممكنة في الجاذبية والثغرات
تخطط ناسا لزراعة النباتات في الفضاء للمساعدة في إطعام رواد الفضاء ، وتقديم فوائد نفسية لرحلة الفضاء طويلة المدى. في عام 2017 ، على متن محطة الفضاء الدولية في جهاز نمو نمت نبة واحدة ، تضمنت المحصول الخامس من الملفوف الصيني ((Brassica rapa) منه خصص لاستهلاك الطاقم ، بينما تم حفظ الباقي للدراسة. التقط فنان ياباني صوراً من زهور وشجرة بونساي في رحلة قريبة من الفضاء باستخدام بالون.

التاريخ

في 2010 كانت هناك رغبة متزايدة في البعثات الفضائية طويلة المدى ، والتي تؤدي إلى الرغبة في إنتاج النباتات في الفضاء كغذاء لرواد الفضاء.  مثال إنتاج الخضروات في محطة الفضاء الدولية في مدار الأرض. وبحلول عام 2010 أجريت 20 تجربة نمو للنبات على متن محطة الفضاء الدولية.
وقد ركزت العديد من التجارب على كيفية مقارنة نمو النبات وتوزيعه في الجاذبية الدقيقة ، والظروف الفضائية مقابل ظروف الأرض. وهذا يمكّن العلماء من استكشاف ما إذا كانت أنماط معينة من نمو النباتات فطرية أو بيئية. فعلى سبيل المثال  قام آلان هـ. براون باختبار حركات البذرة على متن المكوك الفضائي كولومبيا في عام 1983. وسجلت حركات شتلة عباد الشمس أثناء وجودها في المدار. لاحظوا أن الشتلات لا تزال تعاني من النمو الدوراني والإغراق على الرغم من عدم الجاذبية ، مما يدل على السلوكيات غريزية..
وقد وجدت تجارب أخرى أن النباتات لديها القدرة على إظهار الجاذبية، حتى في ظروف الجاذبية المنخفضة. على سبيل المثال، يمكن لنظام الاستزراع المعياري الأوروبي التابع ل ESA التجريب مع نمو النبات ؛ وباعتباره بمثابة دفيئة مصغرة ، يمكن للعلماء على متن محطة الفضاء الدولية التحقق من كيفية تفاعل النباتات في ظروف الجاذبية المتغيرة. استخدمت تجربة Gravi-1 (2008) EMCS لدراسة نمو شتلة العدس وحركة الأميلوبلازما على المسارات المعتمدة على الكالسيوم. وجدت نتائج هذه التجربة أن النباتات كانت قادرة على استشعار اتجاه الجاذبية حتى عند مستويات منخفضة للغاية. وضعت تجربة لاحقة مع EMCS 768 شتلة عدس في جهاز للطرد المركزي لتحفيز تغييرات جاذبية مختلفة. أظهرت هذه التجربة ، Gravi-2 (2014) ، أن النباتات تغيّر إشارات الكالسيوم نحو نمو الجذور بينما تنمو في عدة مستويات من الجاذبية.
العديد من التجارب لديها نهج أكثر عمومية في مراقبة أنماط نمو النباتات ككل في مقابل سلوك نمو محدد. إحدى هذه التجارب من وكالة الفضاء الكندية ، على سبيل المثال ، وجدت أن شتلات شجرة التنوب البيضاء نمت بشكل مختلف في بيئة الفضاء المضاد للجاذبية مقارنة بالشتلات الأرضية ، أظهرت شتلات الفضاء نموًا محسّنًا من البراعم والإبر ، وكذلك كان التوزيع العشوائي للأميلوبلازما مقارنة مع مجموعة المراقبة المرتبطة بالأرض.