גידול צמחים בחלל

לאור הידיעה שהצרכים הבסיסיים לגידול צמחים הם אדמה, מים ואור, בחלל מגדלים צמחים בשיטה שונה כאשר אין שימוש באדמה ויש הגבלה בנוכחות המים באופן משמעותי.
גידול צמחים בחלל הוא תהליך ידידותי לסביבה שנעשה ללא אדמה ועם מעט מאוד מים. הוא מאפשר לצמחים לגדול באוויר או בערפל בסביבה שהיא נקייה מאדמה או כל כלי אחר. התהליך מכונה גם אירופוניקה.
למעשה, הצמחים הגדלים בשיטה האירופונית גדלים במעבדה של נאס"א החל משנת 1960. אולם, הניסויים הרציניים של נאס"א בגידול הצמחים בחלל החלו רק בשנת 1990. בניסויים שהתקיימו על סיפונה של מעבורת החלל ותחנת החלל הבינלאומית השתמשו בעקרונות האירופוניקה וחשפו צמחים לתנאי מיקרוגרביטציה.

יתרונות השימוש בעקרונות האירופוניקה

שימוש בעקרונות האירופוניקה מאפשר ייצור מזון נקי בצורה יעילה ומהירה. הצמחים הגדלים על פי עקרונות האירופוניקה נחשבים לצמחים בריאים ומזינים יותר, הודות ליכולתם לספוג כמות גדולה יחסית של וויטמינים ומינרלים וכן הם משמשים מקור פוטנציאלי למיי שתייה נקיים וחמצן טרי. יתרון נוסף הוא ששיטת גידול זו מתבססת על גידול צמחים בסביבה נקייה וסטרילית ולכן היא מפחיתה באופן משמעותי את הסכנות למחלות ולזיהומים בצמחים מן האדמה או מכל מצע גידול אחר. ניתן לציין כי מערכת השורשים של הצמחים שוהה באוויר וכך השתילים לא נמתחים או נובלים בזמן התפתחות השורשים וכך ניתן להעבירם בקלות למצע גידול אחר בלי לגרום לפגיעה בצמיחה וההתפתחות של הצמחים.

המטרות בגידול הצמחים בחלל

1.האסטרונאוטים אשר נמצאים בחלל ובתנאיו זקוקים למזון כחלק מתנאי החיים.
גידול הצמחים בחלל ומחקרו יוכלו לאפשר לאותם האסטרונאוטים לקבל מזון בריא מאוזן וטעים יותר מאשר אכילה ממזונות משומרים.
2.הציפייה והמטרה היא לדעת לגדל צמחים בחלל, ולשם כך עורכים ניסויים.
3. אספקת חמצן וסינון פחמן דו-חמצני- הצמחים מספקים חמצן לבני האדם על פי תהליך הפוטוסינתזה.
4. שיפור אפקט פסיכולוגי על מצב רוחם של האסטרונאוטים- הטיפול בצמחים בזמן שהותם בתחנת החלל הבינלאומית יוכל לרומם את רוחם של האסטרונאוטים ששוהים זמן רב בתוך תחנת החלל הבינלאומית עם מכשירים אלקטרונים המקיפים אותם.

מחקרים על סיפון תחנת החלל "מיר"

בשנת 1997, בוצעו מחקרים בחסות נאס"א על סיפונה של תחנת החלל "מיר". 
במסגרת המחקרים, המדענים חקרו את צמיחתם של פולי ושתילי שעועית האזוקי. 
שתי קבוצות הצמחים דושנו עם חומרים אורגניים לתזונה ובקרת מחלות. בעוד שהשעועית גדלה באפס כבידה, ניסויי בקרה דומים הועברו כדי לראות איך קבוצה אחרת של זרעים ושתילים הגיבו על פני כדור הארץ. תוצאות המחקר היו שכל הזרעים נקלטו היטב אך הזרעים על סיפון ה”מיר” גדלו יותר מאלו שעל כדור הארץ והניסוי עם שעועית האזוקי על סיפון תחנת החלל מיר תרם לפיתוח מערכות המזרזות צמיחה המשמשות אותו כיום על כדור הארץ בהסתמך על תנאי גידול שעועית האזוקי בחלל.  

מערכת וג'י

במאי 2014 הוקמה בתחנת החלל הבינלאומית מערכת וג'י (Veggie)  המספקת לצמחים תאורה, חומרי דישון, מים וטמפרטורה המתאימה להתפתחותם. הצמחים גדלים במצע העשוי חימר שרוף. המערכת בוחנת כיצד הצמחים מתגברים על תנאי ה"מיקרו כבידה"- תנאי שבו כוח המשיכה הוא חסר השפעה. כבר לאחר כמה שבועות נקצר היבול הראשון של המערכת, אך האסטרונאוטים לא זכו ליהנות ממנו. היבול נשלח למעבדות בכדור הארץ, כדי לגלות אם הוא בטוח לשימוש. הירקות נבדקו ונמצאו ראויים לאכילה.
בתחילה התאורה שהאירה את הצמחים גרמה לצמחים לקבל גוון סגלגל. אף שהצמחים היו ראויים לשימוש גם בגוון זה, האסטרונאוטים התקשו לאכול מזון ש"לא נראה" כמו האוכל שאנו רגילים אליו ולכן שונתה התאורה, כדי שהצמחים יקבלו צבע ירוק יותר. הניסוי נמשך, ובאוגוסט 2015 זכו האסטרונאוטים לראשונה לאכול סעודה שכללה ירקות טריים – חסה אדומה, היישר מהחממה. לאחר מכן, החזון של נאס"א היה להצליח לגדל צמחים שיפריחו פרחים בחלל. בינואר 2016 שיתף האסטרונאוט האמריקני סקוט קלי תמונה בטוויטר בו הראה פרח מסוג זיניה פורח בתחנת החלל הבינלאומית.

החזון העתידי

נאס"א מתכננת במהלך שנות ה-30 של המאה ה-21 לשלוח משימה למאדים. בעקבות המרחק הרב שבין כדור הארץ ומאדים, משימה כזו עלולה להימשך כמה שנים. גידול הצמחים בחלל יאפשר להוסיף מזון טרי, מזין וטעים יותר לתזונת האסטרונאוטים שלא יצטרכו להסתמך על האספקה לתחנת החלל הבינלאומית.